SBUS и IBUS: кадры и параметры

1. Цели урока

После этого урока вы сможете:

• называть параметры SBUS (100000 бод, 8E2, инверсия) и IBUS (115200 бод, 8N1)
• объяснять устройство 25-байтного кадра SBUS
• переводить 11-битные значения каналов в привычные 988–2012 мкс
• понимать роль флагов failsafe и lost frame

2. Зачем приёмнику один провод

Раньше каждый канал управления шёл от приёмника к полётному контроллеру отдельным проводом — восемь каналов, восемь проводов. Современный приёмник упаковывает все каналы в один цифровой поток: один провод вместо восьми, меньше соединений, меньше отказов. Два конкурирующих протокола сделали это стандартом: SBUS (придуман Futaba; используется FrSky, DJI и множеством производителей) и IBUS (FlySky). Оба — это UART с нестандартными параметрами, поэтому настройка порта так важна.

3. SBUS: параметры и кадр

Кадр SBUS — 25 байт каждые 7–14 мс: стартовый байт 0x0F, 22 байта данных (16 каналов по 11 бит), байт флагов, конечный байт 0x00.

Разбор кадра по байтам:

• Байт 0 = 0x0F — стартовый маркер: приёмник по нему находит начало кадра.
• Байты 1–22 — 176 бит = 16 каналов по 11 бит, упакованные подряд, без выравнивания по границам байтов.
• Байт 23 — флаги: биты 0–1 — цифровые каналы CH17 и CH18; бит 2 — lost frame (кадр потерян); бит 3 — failsafe (связь потеряна).
• Байт 24 = 0x00 — конечный маркер.

11 бит на канал дают диапазон 0–2047, где середина 1024 соответствует ~1500 мкс. Пересчёт в микросекунды, как это делает Betaflight: мкс = 988 + значение × (2012 − 988) / 2047. Одна единица ≈ 0,5 мкс — разрешение вдвое лучше, чем у классического PWM-входа.

4. IBUS: кадр FlySky

Кадр IBUS — 32 байта, приходит каждые ~7 мс:

• Байты 0–1 = 0x20 0x40 — стартовые маркеры.
• Байты 2–29 — 14 каналов по 2 байта, little-endian: младший байт первым. Значения сразу в микросекундах, 1000–2000 — без пересчёта.
• Байты 30–31 — контрольная сумма: 0xFFFF − сумма всех байтов после стартовых маркеров.

Для программистов IBUS проще: значения каналов читаются напрямую, без побитовой распаковки.

5. Флаги failsafe: почему они важны

Флаги в кадре — страховка безопасности. Если радиосигнал пропал, приёмник выставляет failsafe в следующем же кадре, и полётный контроллер реагирует мгновенно — не дожидаясь таймаутов:

• ArduPilot: параметр FS_THR_ENABLE = 1 — возврат домой (RTL) при пропадании сигнала; режим задаётся также через RCn_OPTIONS = 32 (failsafe-режим для конкретного канала).
• Betaflight: вкладка Failsafe — режим Stage 2: Drop (остановка моторов) или Land (посадка).

Проверка обязательна после каждой настройки: выключи пульт при подключённом аппарате (пропеллеры сняты) и убедись, что контроллер видит failsafe и переходит в заданный режим.

6. Для программиста

def parse_sbus(frame):
    # frame — 25 байт; маркеры уже проверены
    bits = int.from_bytes(frame[1:23], 'little')  # 176 бит
    ch = [(bits >> (11 * i)) & 0x7FF for i in range(16)]
    us = [988 + v * (2012 - 988) / 2047 for v in ch]  # в микросекунды
    flags = frame[23]
    return us, {'ch17': flags & 1, 'ch18': flags & 2,
                'lost_frame': bool(flags & 4), 'failsafe': bool(flags & 8)}

7. Чек-лист самопроверки

Урок освоен, если каждый пункт выполнен на практике:

• Расшифровал кадр SBUS логическим анализатором
• Называю параметры SBUS и IBUS по памяти
• Пересчитал 11-битное значение канала в микросекунды
• Объясняю, чем полезны флаги lost frame и failsafe
• Знаю, сколько каналов передаёт каждый протокол

8. Что дальше

• Предыдущий урок: Урок 12. DShot и прошивки ESC
• Следующий урок: Урок 14. SBUS и IBUS: монтаж, инверсия и диагностика
• Полный перечень тем — в статье «Содержание курса».