Quadcopter – konfiguracja cleanflight i aparatury cz1

er9x_calibrationW tej części opiszę jak ustawić podstawowe opcje w aparaturze, jak skalibrować drążki i potencjometry, jak zbindować nadajnik z odbiornikiem, wyjaśnię nazewnictwo drążków i kanałów, oraz jak wykalibrować kanały tak, aby nasz odbiornik i kontroler lotu odbierały prawidłowe wartości sygnałów. Będzie też wstępne konigurowanie kontrolera lotu. Jednak najpierw czeka nas dodanie dwóch rzeczy do płytki Flip32…

Flip32 – monitorowanie baterii i dodanie buzzera

flip32_boardNa samym początku musimy zrobić dwie rzeczy z naszą płytką. Po pierwsze, umożliwić monitorowanie napięcia baterii. Bierzemy jeden z kabelków do łączenia pinów, i jednym końcem wpinamy do złącza opisanego jako VBAT (patrz foto), a drugim albo na stałe lutujemy się do dodatniej szyny zasilającej (która już niestety u mnie jest zabudowana), albo korzystamy z 4-pinowego złącza balancera baterii. Na przewodzie czerwonym występuje napięcie baterii, teraz trzeba zmodyfikować drugi koniec naszego kabelka tak aby można było go tam wpiąć, najlepiej jak będziemy mieli gniazdo pasujące do tej wtyczki (w przyszłości zasilimy z niego oświetlenie oraz system FPV). Od tej pory kontroler będzie znał napięcie baterii i będziemy mogli ustawić alarm.

BuzzerDruga rzecz to dodanie buzzera do płytki aby ta mogła nas poinformować o słabej baterii lub o statusie opcji które przełączamy z aparatury. Jak wspomniałem wcześniej, buzzer musi mieć swój własny generator, być na 5V (choć ja używam takiego na 3,3V przez co drze się głośniej) i dobrze jeśli będzie to w miarę możliwości lepszy jakościowo buzzer, który będzie głośniejszy i odporny na mróz. Do buzzera lub do dwóch lutujemy kabelki (można rozciąć jeden z kabelków do łączenia goldpinów), oraz wpinamy w piny płytki kontrolera oznaczone jako 5V active buzzer zachowując polaryzację. Uwaga, buzzer musi znajdować się z dala od płytki kontrolera, ponieważ jego pole magnetyczne będzie zakłócało działanie magnetometru! Najlepiej jeśli buzzer umieścimy z tyłu maszyny, wtedy nie dość że będzie z dala od kontrolera, to przez większy czas lotu będzie skierowany w naszą stronę co przekłada się na jego słyszalność. Buzzerki widoczne na zdjęciu mają zbyt krótkie przewody aby mogły być odsunięte na odpowiednią odległość, ale akurat takie zdjęcie miałem i takim musiałem ten teks przyozdobić :)

Szczypta teorii – PWM i PPM

pwmWłaściwie to jak wygląda sygnał wchodzący i wychodzący do kontrolera lotu, trój-pinowym przewodem? Niestety nie da się go zbadać zwykłym multimetrem, sygnał ten (w zależności od trybu w jakim pracują odbiornik i kontroler) to PWM oraz PPM. PWM to modulacja szerokością impulsu, w przewodzie występuje sygnał o przebiegu prostokątnym o stałej częstotliwości i napięciach, zmienia się jedynie jego wypełnienie, czyli szerokość impulsu (stanu) wysokiego względem szerokości impulsu niskiego. W ten sposób działa bardzo wiele domowego sprzętu, np przetwornice, sterowniki oświetlenia, ale nie będziemy się w to zagłębiali, dociekliwych odsyłam do google. Czym impuls wysoki dłuższy a impuls niski krótszy, tym przesyłana wartość jest wyższa – i odwrotnie. Pozwala to na dosyć precyzyjne przesyłanie wartości sygnału, ponieważ odbiornik mierzy czas trwania impulsów a nie napięcie analogowe – te drugie byłoby łatwo zakłócalne oraz wymagałoby bardzo szybkich i dokładnych przetworników.

pwm2W naszym przypadku użyteczna wartość sygnału mieści się w przedziale od 1000 do 2000 ale czasem wykorzystywane są również wartości spoza tego zakresu. 1000 oznacza czas trwania impulsu wysokiego – 1000µs, czyli 1/1000 sekundy. I odpowiednio 2000 trwa 2000µs czyli 2/1000 sekundy. Oznacza to że najmniejszy krok dla zmiany tej wartości to jedna µs – czyli 1/1000000 sekundy – właśnie z taką dokładnością działają odbiornik, kontroler, oraz regulatory silników. Taki sygnał można podejrzeć jedynie oscyloskopem, oscylogram który zdjąłem z naszego odbiornika widać na zdjęciu obok. W zależności od długości trwania stanu wysokiego, stan niski jest tak dopasowywany, aby każda jedna informacja (para wysoki+niski) trwała 20ms – 2/100 (1/50) sekundy. Co to jest PPM? Jest to nic innego jak PWM, tyle że PWM zawiera informację tylko dla jednego kanału, a PPM potrafi przesłać jednym przewodem aż do 9 kanałów – w sygnale takim występują parami (wysoki+niski) kolejne impulsy dla każdego z kolejnych kanałów a na końcu pauza (w miejsce kanału 10) aby nie zgubić synchronizacji – i tak w kółko. Ale nie oznacza to że przesyłanie wartości sygnałów jest przez to wolniejsze, cała ramka zawierająca 9+1 kanałów nadal mieści się w 20ms – maksymalna wartość dla każdego kanału to 2000µs (2ms), więc 9+1 kanałów to dokładnie 20ms, i po tym całość się zapętla. O ile nasz kontroler lotu (Flip32) obsługuje sygnał PPM, to odbiornik dostarczony wraz z aparaturą już nie, i dla tego każdy kanał należy połączyć osobnym przewodem.

Podstawowe ustawienia aparatury, menu

er9x_setupWykonajmy je na początku aby dalsza praca szła sprawnie. Jeśli wgrałeś mój plik z wcześniejszego artykułu to prawdopodobnie możesz ten akapit pominąć, choć będzie to straszne pójście na łatwiznę. W menu wchodzimy poprzez krótkie przytrzymanie przycisku MENU, a zwykłe przyciśnięcie powodować będzie wejście w głębszą partię ustawień. Przyciskiem EXIT wychodzimy z menu lub się w nim cofamy. Strzałkami UP oraz DN przesuwamy kursor menu, a strzałkami + oraz zmieniamy zaznaczone wartości (+ i – są tu zamienione miejscami, nie wiadomo czemu, fabryczne oprogramowanie było przez to koszmarne w obsłudze).

Nawigujemy do Radio Setup > Display > Contrast i zwiększamy jego wartość aby odczyt wyświetlacza był komfortowy.

Następnie AudioHaptic > Beeper ustawiamy na NoKey – buzzer będzie włączony ale nie będzie pikał podczas chodzenia po menu.

Następnie ustawiamy Alarms > Battery warning do wartości jaka nam odpowiada, dla dwóch akumulatorów 18650 w tym przypadku bezpieczne minimum to będzie 6.6V. W tym menu można również powyłączać ostrzeżenia o aktywnych przełącznikach podczas włączania aparatury, ale dla bezpieczeństwa warto zostawić je włączone.

Kalibracja aparatury – drążki

er9x_calibrationPotencjometry które są poruszane przez drążki wymagają kalibracji, jest to pierwsza czynność od jakiej należy zacząć, i wszelkie kalibracje należy wykonywać po kolei, bo jeśli powtórzymy jedną z wcześniejszych kalibracji to będzie trzeba powtarzać całą resztę lub większość z nich. Radio Setup > Calibration, i zatwierdzamy przyciskiem MENU. Ustawiamy położenia środkowe dla każdego z drążków oraz potencjometrów, zatwierdzamy MENU. Ruszamy drążkami i potencjometrami tak, aby osiągnąć ich skrajne położenia we wszystkich stronach, i jeśli ekran odwzorowuje ich faktyczne położenie, zatwierdzamy MENU.

Bindowanie aparatury

flysky_tx_bindBindowanie, polega na powiązaniu nadajnika z odbiornikiem, aby współpracowały ze sobą i tylko ze sobą. Po pierwsze – zdejmij śmigła. Teraz można włączyć aparaturę, a następnie podłączyć baterię do modelu (- nigdy nie rób tego odwrotnie!). Jeśli w obudowie odbiornika tli się czerwone światełko (czasem ciężko je dostrzec) to nic nie musisz robić, zestaw jest fabrycznie zbindowany. Jeśli jednak z jakiegoś powodu nie jest, będzie trzeba go zbindować, zgodnie z instrukcją danego zestawu. Dla naszego FS-TH9XB + FS-R8B wygląda to tak:

-podłącz baterię do modelu aby zasilić odbiornik
-dołączoną do zestawu czarną wtyczkę z pętelką wepnij w miejsce BAT w odbiorniku (powinno być BIND, ale na nadruku jest błąd) – czerwona dioda powinna zacząć migać
-wciśnij i trzymaj przycisk opisany jako „BIND” na module radiowym, znajdującym się z tyłu aparatury
-włącz aparaturę, czerwona dioda na odbiorniku zapali się jednolitym światłem
-puść przycisk, wyłącz a następnie włącz odbiornik wraz z nadajnikiem, czerwona dioda powinna się świecić

Nazewnictwo drążków i kanałów

Wyjaśnię pokrótce tajemnicze nazwy drążków i kanałów, wiem po sobie że jest to bardzo niezrozumiałe dla początkującego :) Normalnie 4 pierwsze kanały przypisane do drążków noszą następujące nazwy, i jest to pozostałość po samolotach czyli chyba pierwszych modelach latających jakie powstawały:
Aileron (AIL) – lotki na skrzydłach do obrotu samolotu wzdłuż osi podłużnej
Elevator (ELE) – lotki ogonowe poziome służące do zmiany wysokości lotu
Thrust (THR) – przyśpieszenie, ciąg silnika lub silników
Rudder (RUD) – ster ogonowy pionowy służący do zmiany kierunku lotu

W przypadku multicopterów drążki te noszą inne nazwy, i oczywiście możemy je zmienić w menu aparatury:
Roll – przechył/obrót w osi Y (oś Y przebiega wzdłuż od tyłu do przodu, poziomo)
Pitch – przechył/obrót w osi X (oś X przebiega prostopadle do osi Y, poziomo)
Thrust – tutaj bez zmian, przyśpieszenie/ciąg silników
Yaw – obrót w osi Z (oś Z to oś pionowa)

er9x_aetrW zależności od ustawienia aparatury (mode1, mode2 lub inne) funkcje kanałów przypisane są w inne miejsca. Powyższa kolejność jest chyba taką domyślną, i warto się jej trzymać aby nie tworzyć bałaganu. W zakładce Receiver konfiguratora Cleanflight zwróćmy uwagę na rozwijaną listę Channel Map, domyślnie powinno być AETR1234. Kolejne literki oznaczają kolejne funkcje kanałów (aileron, elevator, thrust, rudder) i jak widać nazewnictwo tych kanałów nie jest zmieniane na potrzeby multicoptera aby nie wprowadzać zamieszania, więc warto się do takiego nazewnictwa przyzwyczaić. Cyferki 1234 to kolejne wolne kanały dodatkowe (aux1, aux2, aux3, aux4). Rozwijana lista umożliwia odwrócenie kanałów w tryb TAER1234 dla innego typu aparatury, ale polecam zmienić tę kolejność w aparaturze. Przechodzimy do menu Radio Setup > Controls, i pod pozycją Channel Order zmieniamy kolejność na AETR jeśli nie jest taka domyślnie. Dodatkowo gdy zjedziemy kursorem na dół (druga karta ustawień) możemy wpisać własne nazwy zamiast domyślnych.

Kalibracja aparatury – PWM (endpoints, midpoints)

receiver

Kolejną czynnością będzie wykalibrowanie aparatury radiowej tak, aby ustawienia drążków od 0% do 100% dawały dla kontrolera lotu sygnał o wartościach od 1000 do 2000, a ustawienie 50% dawało 1500 – jest to bardzo ważny etap, od tego zależy poprawne działanie większości funkcji i poprawny zawis w powietrzu bez uciekania na boki. Podłączamy przewodem USB płytkę Flip32 z komputerem, uruchamiamy konfigurator cleanflight, i przechodzimy do zakładki Receiver w której widzimy stan wszystkich 8 kanałów wejściowych naszej płytki, wartość każdego z nich wynosi 1500. Włączamy aparaturę, podłączamy zasilanie modelu aby zasilić odbiornik, i dopiero w tej chwili wskoczyły nam wartości które są odbierane przez kontroler. Na początek sprawdźmy co odbieramy w położeniach drążków 0%, 50%, i 100%. W moim przypadku to 980, 1480, oraz 1980 – czyli wszystko jest przesunięte w dół. Jest to niedopuszczalne, w środkowym położeniu drążków maszyna będzie nam uciekała na wszystkie strony, a przy minimalnym położeniu wartość sygnału wyjdzie po za zakres.

er9x_limitsPrzechodzimy do menu Model Setup > Limits, i tutaj możemy wykalibrować wartości poszczególnych kanałów. Cyfra u góry ekranu będzie pokazywać aktualną wartość zaznaczonego kursorem kanału, i choć wyświetlana cyfra będzie pokazywała prawidłowe wartości, to nas interesują tylko te odczytane w zakładce Reicever konfiguratora, a te mogą się znacznie różnić. Pierwsza kolumna to nazwy kanałów (CH1-CH8), druga kolumna to wartość środkowa – ustawiamy ją tak aby wartości odczytywane przez kontroler wynosiły jak najbliżej 1500 dla każdego kanału w środkowych położeniach drążków. Trzecia kolumna to wartość minimalna, jeśli wykracza poniżej 1000 (przy drążku przechylonym na 0%) to doprowadzamy ją do ładu tak aby była jak najbliżej wartości 1000, To samo z kolumną czwartą która ogranicza wartość górną 2000, postępujemy z nią tak samo. ALE. Jeśli jednak tak jak ja, otrzymujesz MNIEJ niż powinieneś i chcesz tą wartość zwiększyć, powinieneś zwiększyć wartość w czwartej kolumnie aby dopasować ją do 2000. Aby jednak móc zwiększać wartości w kolumnach w górę, tzn poniżej -100 lub powyżej 100, trzeba odblokować Extended Limits. Przechodzimy w tym celu do menu Model Setup > General, i na drugiej karcie ustawień znajdziemy interesującą nas opcję którą przełączamy na ON, i teraz będzie już można ustawić wszystko jak trzeba. Jeśli chodzi o kalibrację pozostałych kanałów dla przełączników to również jest ona potrzebna, no przynajmniej ustawmy dolny limit tak aby przełącznik w stanie wyłączonym nie generował sygnału poniżej 1000. To jednak będzie musiało poczekać do czasu, aż przypiszemy przełączniki pod kanały w kolejnej części.

Cleanflight – zakładka Configuration
cleanflight_board_aligment
Board Alignment to ustawienie decydujące o położeniu przodu płytki kontrolera względem przodu maszyny. Obracając płytkę o 90° spowodujemy że złącze USB znajdzie się z lewej strony maszyny, więc wybieramy opcję 90°. W moim przypadku złącze jest po prawej więc ja wybieram 270° – prawda że proste?


cleanflight_receiver_mode
Receiver Mode to format sygnału wejściowego, to jest to o czym pisałem na początku. W naszym przypadku wybieramy PWM RX Input – powinno być domyślnie.


cleanflight_motor_features
ESC/Motor Features – tutaj zaznaczamy funkcję MOTOR_STOP która zapobiegnie uruchomieniu silników po uzbrojeniu – bezpieczeństwo.

Minimum Throttle – najmniejsza wartość sygnału jaka będzie wysłana do regulatorów która spowoduje uruchomienie silników
Middle Throttle – wartość środkowa, 1500
Maximum Throttle – największa wartość sygnału jaka będzie wysłana do regulatorów, 1900
Minimum Command – wartość sygnału która będzie przesyłana do regulatorów nawet jeśli silniki będą zatrzymane, musi być mniejsza od Minimum Throttle, np o 50 lub 100, ale nie może być mniejsza niż 1000.

Aby określić Minimum Throttle, przejdź do zakładki Motors, zaznacz checkbox z ostrzeżeniem o zdjęciu śmigieł, i podnoś suwak Master krokowo o 1, do czasu aż silniki ruszą – to jest ta wartość.

Uwaga – opcja ONESHOT125 nie powinna być u Ciebie zaznaczona, chyba że masz ESC które ją obsługują i wiesz co robisz – w przeciwnym wypadku nie włączaj jej.


cleanflight_receiver_failsafe
Receiver Failsafe to opcja awaryjnego lądowania w przypadku całkowitej utraty sygnału z aparatury. Uwaga, odbiornik radiowy musi tę opcję wspierać, i musi wystawić sygnał spoza przedziału prawidłowego sygnału (1000-2000) w przypadku utraty połączenia, i tylko wtedy kontroler dowie się o utracie sygnału. Nasz odbiornik FS-R8B nie powinien posiadać takiej funkcjonalności, na różnych forach grzmią że jej nie posiada, ale praktyka pokazuje co innego – odbiornik ten po utracie połączenia wystawia na kanale trzecim (przyśpieszenie) wartość ok.900, i dzięki temu będzie można skonfigurować tryb FailSafe – przetestowany i działa. Zaznaczamy ptaszek przy tej opcji.

Failsafe Throttle – wartość przyśpieszenia która zostanie ustawiona podczas aktywacji trybu awaryjnego. Wartość tą należy dobrać eksperymentalnie, niestety kontroler w obecnej wersji nie potrafi wylądować „inteligentnie”, i całe lądowanie sprowadza się do utrzymywania ustawionego wcześniej przyśpieszenia przez określony czas. Przyśpieszenie musi być takie aby maszyna opadała z prędkością około 1m/s, taka prędkość nie spowoduje uszkodzeń przy przyziemieniu a jednocześnie szybko sprowadzi maszynę na dół. Szacuje się że wartości przyśpieszenia dla zawisu powinny być bliskie 1500, i przy stosunku 1:3 wagi do ciągu w moim przypadku właśnie tyle potrzeba do zawisu w miejscu. Na początku możemy ustawić w to pole wartość 1300-1350 i myślę że to będzie dobry punkt wyjściowy. UWAGA – ustawienie zbyt dużego przyśpieszenia, przy którym maszyna się wznosi a nie opada, spowoduje ucieczkę do góry aż do czasu wyczerpania baterii!

Tryb failsafe wymaga jeszcze kilku ustawień w konsoli o których będzie później.


cleanflight_battery_voltage
Batterry Voltage – zaznaczamy VBAT, napięcie baterii będzie monitorowane na pinie VBAT na płytce.

Minimum Cell Voltage – minimalne napięcie jednej celi baterii – nasza bateria LiPo może być rozładowywana do 3,0V, można taką wartość podać.
Maximum Cell Voltage – maksymalne napięcie jednej celi baterii – można wpisać 4,2V, napięcie nigdy nie powinno być wyższe przy prawidłowo ładowanej baterii
Warning Cell Voltage – napięcie przy którym włączy się alarm. Musi być odpowiednio dobrane, aby mieć jeszcze energię na powrót od momentu zadziałania alarmu. W przypadku baterii turnigy (ale również większości baterii LiPo), napięcie zaczyna szybko spadać po przekroczeniu progu 3,6V, więc ustawienie progu alarmu właśnie na 3,6V wydaje się być dobrym pomysłem – sprawdzało się w moim przypadku. Od zadziałania alarmu miałem jeszcze około minutę lotu po czym bateria wyraźnie słabła.
Voltage Scale – skalowanie odczytu napięcia, domyślne 111 powinno być dobre. Podłącz baterię, i na zakładce Setup w okienku Info odczytaj wartość mierzoną. Teraz nie odłączając baterii, sprawdź miernikiem, czy napięcie to pokrywa się z rzeczywistością. Jeśli jest zawyżane zmniejsz skalę, jeśli jest zaniżane to ją zwiększ.

To będzie wszystko na tej karcie. Na dole strony klikamy Save and Reboot, a po restarcie odświeżamy zakładkę i upewniamy się czy wszystko co ustawiliśmy zostało zapisane – miałem przypadki że niektóre wartości się nie zapisywały więc polecam się upewnić.

…multicoptery – spis wszystkich tematów

5.00 avg. rating (97% score) - 2 votes

6 komentarzy

  1. Dziękuję za wyczerpujący przewodnik – właśnie konfiguruję Flip32 z nadajnikiem FS-TH9 i oprogramowaniem ER9x.

    Mam jednak jedną uwagę – według mnie, nie powinno się ustawiać limitów tak, aby wartości wynosiły 1000 (min) oraz 2000 (max) – jedna prosta przyczyna – trymery przy drążkach. Założę się, że czasami trzeba będzie ich użyć więc trzeba zostawić „zapas” na dodanie wartości przez aparaturę.
    Co ciekawe, w tej aparaturze trymery dodają (odejmują) max 125 jednostek w jedną, albo drugą stronę. Teoretycznie zakres odbiornika na trymerach = 0 powinniśmy ustawić na 1125 – 1875, aby każda wartość trymera działała w pełnym zakresie działania drążka, jednak w takim przypadku Naze32 jak i klony (Flip32) NIE BĘDĄ SIĘ UZBRAJAŁY !!!. Aby poprawnie działało uzbrajanie / rozbrajanie z drążków muszą one dawać wartości poniżej 1100 oraz powyżej 1900.
    Osobiście ustawiłem swoją aparaturę na zakresy: 1050 – 1950 – z jednej strony mam trochę „luzu” jeśli chodzi o wartości uzbrajania/rozbrajania, z drugiej zostawiłem troszkę miejsca na działanie trymerów (przyjmuję, że nie będzie konieczne trymowanie quadrocoptera w dużym zakresie)

    • Źle to rozumiesz. Trymery w prawdzie przesuwają cały zakres, no bo to logiczne, ale nigdy nie wyjadą po za to co masz ustawione w menu LIMITS. Jeśli na ten przykład dla CH3 zjedziesz trymerem o 125 w dół, to cały zakres się przesunie i na drążku będziesz miał regulację od 1000 do 1875, przy czym na dole będzie trochę martwej strefy bo w zakresie 875-1000 drążek nie będzie reagował i zawsze będzie dawał 1000. Ja u siebie mam ustawione coś w okolicy 1005-1995, czyli najwięcej ile mi się udało ustawić w menu LIMITS, bo kolejny krok regulacji powodował już przekroczenie tego zakresu. Oczywiście ustawienie 1050-1950 jest jak najbardziej ok bo nie pozwoli na przekroczenie zakresu i niekontrolowane zadziałanie failsafe w razie gdyby coś nawaliło, ale nie należy przesadzać bo zmniejszając zakres zmniejszamy sobie rozdzielczość sygnału i jest mniej kroków do samego sterowania.

  2. cześć,
    czy mogę Cie poprosić o przesłanie/pokazanie screenu ustawień gps z programu u-center, zakładka SBUS.
    Postąpiłem zgodnie z zaleceniami ze strony cleanflight (manual config) i zmieniłem PRN Codes na Auto. Od tego czasu GPS strasznie zwolnił wyszukiwanie sygnału, a złapanie fixa 2D trwa ok 10 minut.
    dziękuję

    • W zakładce SBUS nic nie ruszałem, więc mam domyślne. Po prostu przywróć ustawienia fabryczne i spróbuj jeszcze raz. Nie mogę teraz pokazać tej zakładki bo GPS mam w kopterze i musiałbym go porozkręcać aby dostać się do przewodów.

  3. Siema, a gdzie reszta – się pisze się dopiero?

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Proszę pozostawić te dwa pola tak jak są: