Quadcopter – konfiguracja cleanflight i aparatury cz2

ER9X_layoutCzęść druga zaprzyjaźniania kontrolera lotu z aparaturą. Na początek przerobimy tryby lotu które oferuje cleanflight (nie wszystkie), a potem wybierzemy interesujące nas tryby i przypiszemy je do przełączników aparatury, omawiając tym samym pokrótce tajemniczy „mikser”. Następnie będziemy kontynuowali konfigurację Cleanflight, aż w końcu przyjdzie pora na przetestowanie maszyny „na sucho” i pierwsze oderwanie się od ziemi :)

Tryby lotu w Cleanflight

Teraz opiszę pokrótce podstawowe tryby lotu jakie oferuje nasz sprzęt, a później przypiszemy je do przełącznika w aparaturze. Tryby lotu można przełączać podczas lotu za pomocą wcześniej przypisanych przełączników. Każdy tryb powoduje inne zachowanie maszyny, niektóre tryby można ze sobą łączyć aktywując je jednocześnie, niektóre to tylko tryby dodatkowe z których będziemy korzystali bardzo rzadko lub w ogóle.


ARM – uzbrojenie maszyny – bez tego nigdzie się nie wybierzemy, nie będzie ona reagowała na drążki, silniki nigdy nie zostaną uruchomione. Jeśli nie przypiszemy tego trybu do żadnego z włączników, maszynę będziemy uzbrajać standardowo dla tego kontrolera, czyli drążek przyśpieszenia/obrotu w dół i prawo to uzbrojenie, a w dół i lewo to rozbrojenie. Zaletą takiego uzbrajania jest to, że nie wykorzystuje ono dodatkowego włącznika ani kanału, a tych przecież mamy ograniczoną ilość. Wada jest taka że maszynę można niechcący rozbroić w locie, ustawiając niechcący drążek w położeniu rozbrajania. Jeśli przypiszemy tryb ARM do jednego z włączników, to uzbrajanie drążkiem nie będzie już działało. Włącznik pod który je przypiszemy powinien być tak wybrany aby nie wyłączyć go niechcący, co mi się zdarzało.


ANGLE – stabilizacja pozioma z ograniczeniem kąta przechyłu – ten tryb lotu sam przywróci maszynę do położenia poziomego po puszczeniu drążków przechyłu, właśnie w takim trybie pracują mini quady, m.in. Hubsan. W tym trybie kąt przechyłu jest ograniczony do 45° i powinien odpowiadać wychyleniu drążka. Jeśli nie aktywujemy żadnego z trybów stabilizacji a tylko uzbroimy maszynę, będzie ona latała w trybie ACRO czyli w trybie akrobatycznym – na pewno nie dla początkujących.


HORIZON – to samo co ANGLE, ale kąt przechyłu nie jest ograniczony. W tym trybie można łatwo wykonywać akrobacje zmuszając maszynę do obrotu o 360° odpowiednio długo trzymając drążek przechyłu, a następnie spowodować samowypoziomowanie puszczając ten drążek. Jeszcze tego nie robiłem :)


BARO – tryb stabilizacji wysokości na podstawie odczytu ciśnienia atmosferycznego z barometru. Włączając ten tryb w locie, maszyna zawiśnie w powietrzu na takiej wysokości na jakiej tryb został włączony – nie ruszamy już przyśpieszenia. Pomiar wysokości na podstawie ciśnienia działa zaskakująco dobrze, maksymalny dryft jaki zaobserwowałem to 0.5 – 1m. Tryb ten można łączyć z trybami stabilizacji i można wykonywać loty z niezbyt gwałtownymi manewrami. Czujnik dobrze jest osłonić kawałkiem gąbki aby nie wpływał na niego podmuch powietrza ze śmigieł.


MAG – w tym trybie model zawsze będzie zachowywał swoje ustawienie w osi pionowej, jeśli nasze działania (gwałtowne zwroty) lub podmuch wiatru spróbują go obrócić, szybko powróci do odpowiedniej pozycji. Tryb ten korzysta z magnetometru, i jest niezastąpiony przy locie na większą odległość, przy której już nie widać w którą stronę model jest obrócony pomimo kolorowych śmigieł i oświetlenia. Maszyna obróci się dopiero na naszą wyraźną komendę. Może pracować z trybami stabilizowanymi.


HEADFREE – w tym trybie nie trzeba się przejmować położeniem maszyny w osi pionowej, obojętnie czy będzie ona przodem do nas, bokiem, czy tyłem, maszyna zawsze będzie reagowała na drążek przechyłu tak jak by była ustawiona do nas tyłem, lub tak jak była ustawiona w chwili załączenia trybu HEADFREE. Tryb ten korzysta z magnetometru, i kontroler tak na prawdę nie wie gdzie stoimy, kieruje się tylko polem magnetycznym ziemi – więc jak polecimy za nasze plecy to maszyna będzie reagowała dobrze, ale sterowanie będzie odwrócone bo to my się odwróciliśmy. Różnica od trybu MAG jest taka, że model możemy obracać w osi pionowej, ale nie wpłynie to na jego orientację w powietrzu względem pola magnetycznego. Może działać w połączeniu z lotem stabilizowanym.


HEADADJ – nie jest to tryb lotu, załączenie powoduje ustawienie nowego położenia przodu maszyny względem pola magnetycznego – np gdy polecimy w inny rejon (obok nas lub z tyłu) i chcemy aby model nadal latał w trybie HEADFREE.


BEEPER – zdalne uruchomienie buzzera – może okazać się niezastąpione podczas szukania modelu w polu kukurydzy, myślę że warto mieć ustawione.


OSD SW – włączenie On Screen Display, czyli nakładki wideo z informacjami telemetrycznymi.


AUTOTUNE – tryb automatycznej kalibracji PIDów, o których będzie innym razem. Na chwilę obecną nie działa zbyt dobrze, ale nawet krótka kalibracja potrafi poprawić zachowanie się modelu.


Dostępnych trybów jest więcej, niektóre z nich (np tryby GPS) pojawią się po aktywowaniu odpowiednich funkcji i modułów.

Zakładka Modes i mikser w aparaturze

modes_arm
Najrozsądniejszym wyborem trybów lotu to tryb stabilizowany ANGLE w połączeniu z MAG. Przyda się też przetestować tryb BARO, wypróbować AUTOTUNE, oraz ustawić BEEPER na wszelki wypadek. Uzbrajanie ARM zrobimy pod osobnym włącznikiem, więc w przechodzimy do zakładki Modes i klikamy Add Range dla trybu ARM, a następnie z rozwijanej listy wybieramy jeden z dodatkowych wolnych kanałów (AUX1-AUX4), aby nie wprowadzać zamieszania pozostawmy domyślny AUX1. Dwoma suwakami wyznaczamy granicę dla sygnału wybranego kanału, w której nastąpi zadziałanie danego trybu. Przesuwamy je na pozycje 1950 oraz 2050, bo będziemy chcieli aby maszyna uzbrajała się przy wartości 2000 kanału nr5 (AUX1-AUX4 to kanały następujące po 4 kanałach sterujących, razem 8). Klikamy Save, odświeżamy zakładkę, i upewniamy się czy zmiany zostały zapisane.

ER9X_layoutTeraz należy ustawić aparaturę tak, aby wybrany przez nas włącznik został przypisany do kanału 5, oraz aby przy jego włączeniu kanał 5 został ustawiony na wartość 2000. Nazwy wszystkich przełączników dla oprogramowania ER9X prezentuje obrazek z lewej strony. Włączamy aparaturę i przechodzimy do menu Model Setup > Mixer Setup. Przyciskami góra dół nawigujemy kursorem do kanału 5, czyli CH5 . Przy opcji Source interesują nas tylko dwie wartości – HALF oraz FULL. Wyznaczają one zakres w jakim ma działać przełącznik. Jeśli warunek dla kanału nie jest spełniony (przełącznik wyłączony) to wybranie HALF ustawi jego wartość na 1500 (tak jak domyślnie nieprzypisany kanał), a wybranie FULL to pełen zakres, czyli wartość 1000. Załączony to wartość 2000. Zjeżdżamy kursorem na dół do opcji Switch, w której wskazujemy którego włącznika będzie warunek dotyczył, i wybieramy na przykład włącznik RUD. er9x_mixer1Uwaga – Rud to drążek obrotu w osi Z, a RUD to przełącznik – wielkość liter ma znaczenie. To wszystko. Cofamy się do głównego ekranu, i sprawdzamy czy przełącznik został prawidłowo przypisany. 8 kolejnych wartości u dołu ekranu to 8 kolejnych kanałów, odwzorowują one to co się dzieje z drążkami i przełącznikami. Przełączając włącznik RUD, wartość 5 kanału powinna zmieniać się w zakresie od 0 do 100 lub od -100 do 100, zależnie czy wcześniej wybraliśmy HALF czy FULL.

arm_greenPodłączamy baterię aby zasilić odbiornik, i obserwujemy wskazania pola ARM w zakładce Modes – wskaźnik kanału będzie się przemieszczał wzdłuż linii, a jak znajdzie się w ustawionym przez nas wcześniej przedziale, okienko ARM zapali się na zielono co będzie oznaczało że dany tryb lotu został uaktywniony. Cleanflight ma taką przewagę nad innymi systemami, że można ustawić dowolną wartość kanału dla dowolnego trybu, a nie tylko włączony i wyłączony. Dzięki temu pod jednym kanałem możemy zmieścić wszystkie tryby lotu, odpowiednio konfigurując przy tym aparaturę aby wysyłała odpowiednie wartości tego kanału po załączeniu odpowiednich przełączników – ale to za dużo zamieszania na początek.

er9x_mixer2Krótkiego wyjaśnienia wymaga jednak przełącznik trójpozycyjny F.MODE który właśnie najlepiej wykorzystać jako przełącznik trybów lotu. W aparaturze figuruje on po prostu jako trzy osobne przełączniki – ID0, ID1 oraz ID2 i na jego przykładzie pokażę jak przypisać kilka przełączników do jednego kanału. Dążymy do tego aby pod pozycją ID0 mieć wartość 1000, pod pozycją ID1 mieć 1500, a pod pozycją ID2 mieć 2000 aby móc ustawić kombinację trzech różnych trybów lotu. Wybieramy wolny kanał (np.6) do przełącznika trybów lotu, i tak jak poprzednio wchodzimy w mikser i w edycję kanału CH6. Source ustawiamy na FULL lub HALF (to tutaj bez różnicy, choć bardziej poprawnie będzie HALF), i teraz nowa opcja Weight – aby osiągnąć wartość ujemną dla aktywnego ID0 musimy ustawić ją na wartość -100. Niżej wybieramy Switch – ID0. Cofamy się do miksera, klikamy ponownie na CH5, ale teraz korzystamy z opcji INSERT aby dodać kolejny warunek do tego kanału. W nowym wpisie wybieramy również HALF, Weight ustawiamy na 0, a Switch na ID1 – wtedy pozycja ID1 da nam wartość 1500 w odbiorniku. Powtarzamy czynność i dla ostatniego przełącznika ID2 ustawiamy Weight na 100.

modes_angle

W zakładce Modes ustawiamy tak jak na obrazku, czyli tryb ANGLE aktywny w całym przedziale działania przełącznika (nie będziemy na początku latali bez stabilizacji), tryb MAG aktywny dla położenia ID1, i tryb BARO aktywny dla położenia ID2. Zapisujemy i sprawdzamy czy działa to tak jak powinno. W ten sposób można przypisać wiele przycisków do jednego kanału, operując wartością Weight oraz odpowiednio ustawiać suwaki. Z resztą trybów lotu robimy podobnie, wybieramy zakres, wybieramy kanał, i ustawiamy przełącznik w aparaturze pod ten kanał, dodaj teraz tryby BEEPER oraz AUTOTUNE które również będą potrzebne.

Cleanflight – zakładka CLI

cleanflight_cliCLI czyli Command Line Interface – konsola przez którą dokonamy reszty ustawień, które nie zostały zaimplementowane (jeszcze) w formie graficznej. Na szczęście większość rzeczy udało nam się poustawiać w zakładkach, bo te z każdą nowszą wersją konfiguratora są coraz bogatsze w opcje. Nie będę się tu zagłębiał we wszystkie komendy dostępne w trybie CLI, użyjemy tylko tych potrzebnych. Set ustawia wartość opcji, a Save zapisuje wprowadzone zmiany, a zajmiemy się tylko skonfigurowaniem trybu awaryjnego o którym wspominałem na początku. Podawane czasy są przemnożone przez 10, nie rozumiem czemu, ale pewnie wynika to z ograniczeń programowych. Wpisujemy:

set failsafe_delay = 0, czas po jakim nastąpi zadziałanie trybu awaryjnego od momentu utraty sygnału. Po powrocie sygnału kontroler od razu odda nam sterowanie nad maszyną, lecz po wylądowaniu i rozbrojeniu (obojętnie czy zrobimy to sami czy automat) kontroler nie pozwoli na dalszy lot i będzie trzeba go zresetować poprzez odłączenie baterii.
set failsafe_off_delay = 200, czas działania tego trybu, 20 sekund – nie można więcej. Jest to czas przez jaki silniki będą pracowały z określonym przyśpieszeniem a potem się wyłączą.
set failsafe_throttle = 1300, to samo ustawienie co w zakładce configuration, przyśpieszenie w trybie awaryjnym.
set failsafe_min_usec = 985, dolna granica dla prawidłowego sygnału na którymkolwiek z kanałów
set failsafe_max_usec = 2015, górna granica dla prawidłowego sygnału na którymkolwiek z kanałów
Jeśli na którymkolwiek kanale wartość sygnału wykroczy po za tą granicę, zostanie uaktywniony tryb awaryjny. Nasz odbiornik wystawia wartość 900 na kanale CH3, a całość została tak skalibrowana że wartość ta przy normalnej pracy nigdy nie zejdzie poniżej 1000 więc tryb awaryjny nie zostanie włączony przez przypadek – stąd tak ważne jest skalibrowanie całości.

Ostatnia komenda to Save – zapisze ona zmiany i zresetuje płytkę.

Kalibracja regulatorów ESC

Kalibrację musimy wykonać po to, aby regulatory nauczyły się w jakim zakresie sygnałów wejściowych Throttle mają pracować. Zapiszą sobie najniższy sygnał oraz najwyższy jaki jest w stanie dać kontroler, tak aby mogły wykorzystać jak największy zakres regulacji. Również po to, aby wszystkie pracowały możliwie identycznie przy takim samym sygnale na wejściu – jeśli będą różnice w prędkości, kontroler będzie miał więcej pracy podczas stabilizowania lotu, a lot w trybie bez stabilizacji może być bardzo trudny lub wręcz niemożliwy. Wszystkie ESC kalibruje się bardzo podobnie, różnice są tylko w sygnałach dźwiękowych jakie wydają. Najpierw podajemy wartość sygnału maksymalną, a po odpowiednim dźwięku zmniejszamy do minimalnej – proste.

esc_calib

Podłączamy kontroler do komputera i w konfiguratorze Cleanflight przechodzimy do zakładki Motors. Zaznaczamy checkbox ostrzegający o zdjęciu śmigieł, i suwak Master przesuwamy do samej góry – wartość throttle w słupkach silników przybierze wartość którą podaliśmy wcześniej w zakładce ConfigurationMaximum throttle. Podłączamy baterię do modelu, i zamiast standardowego dźwięku inicjacji ESC usłyszymy dźwięk który oznacza wejście w tryb kalibracji – jaki to dźwięk musisz sprawdzić w instrukcji swoich ESC. W przypadku naszych Emax simon 20A z fabrycznym softem są to dwa krótkie dźwięki. Od razu po ich wyemitowaniu suwak Master sprowadzamy na dół, a wartości słupków osiągną wartość podaną w zakładce ConfigureMinimum command. Po tej czynności regulatory wyemitują jeden długi dźwięk, a następnie się normalnie zainicjują. To wszystko, regulatory są nauczone nowego zakresu pracy i od teraz będą reagowały możliwie identycznie na sygnały wejściowe. Uwaga – jeśli nie zdążymy sprowadzić suwaka master na czas, ESC wejdą w tryb edycji ustawień i kalibracja nie zakończy się powodzeniem.

Zakupione przeze mnie ESC Emax simon 20A miały problem z kalibracją przy fabrycznym sofcie i na domyślnych ustawieniach cleanflight. Nie chciały przyjąć wartości maksymalnej na poziomie 1850 i nie chciały wejść w tryb kalibracji, więc musiałem zwiększyć wartość Maximum throttle w zakładce Configuration na 1900. Zmiana ich softu rozwiązała „problem”, czynność tą opisze przy innej okazji.

Przejdź jeszcze do zakładki Setup, postaw model na płaskiej powierzchni i kliknij Calibrate Accelerometer. Poruszając modelem sprawdź czy model 3D w tej zakładce porusza się w tych samych kierunkach, zwróć uwagę na strzałkę wskazującą jego przód.

Test sprzętu

Czas sprawdzić czy wszystko działa. Na początek ważna rzecz. Przy uruchamianiu, zawsze najpierw włącz aparaturę i odczekaj kilka sekund aż zacznie działać, i dopiero podłączaj baterię. Przy rozłączaniu, zawsze najpierw odłącz baterię a potem wyłącz aparaturę. Jeśli postąpisz odwrotnie, uruchomisz kontroler który nie będzie dostawał żadnego sygnału na wejściu, lub dostanie jakiś sygnał śmieciowy (zachowanie zależne od odbiornika). Drążek przyśpieszenia podczas uruchamiania musi zawsze być ustawiony na 0. Jeszcze nie założyłeś śmigieł? Dobrze. Postaw model na płaskiej poziomej powierzchni i uruchom. Odczekaj chwilę, czujniki muszą się skalibrować, po kilku sekundach diody przestaną migać. Możesz podłączyć przewód USB aby obserwować zachowanie silników i czujników na ekranie monitora. Uzbrój model ustawionym wcześniej przełącznikiem, zielona dioda zacznie się świecić. Jeśli tylko miga a z buzzera wydobywa się alarm, oznacza to że kontroler potrzebuje więcej czasu na uruchomienie się lub coś jest nie tak. Teraz włącz tryb lotu ANGLE, czerwona dioda będzie oznaczać lot stabilizowany. Przesuń drążek przyśpieszenia w około połowę skali, przechylaj model w różnych kierunkach, i obserwuj zachowanie silników. Silniki znajdujące się po stronie która została przechylona ku dołowi powinny przyśpieszyć, a te po stronie podniesionej powinny zwolnić. Jeszcze raz upewnij się że silniki obracają się w odpowiednie strony. Następnie sprawdź reakcje na drążek przechyłu. Jeśli przesuwasz go w prawo, model powinien próbować również przechylić się w prawo poprzez przyśpieszenie lewych silników – sprawdź wszystkie kierunki.

Ostatnią rzeczą do przetestowania jest tryb FailSafe – ustaw przyśpieszenie na wartość inną niż tą którą podałeś podczas konfiguracji tego trybu, i wyłącz aparaturę. Silniki powinny przybrać zadany ciąg i utrzymywać go przez określony przez nas czas – zajrzyj do zakładki Motors czy faktycznie pracują z takim ciągiem. Jeśli tak, to tryb FailSafe działa. Jeśli nie, wyłącz w opcjach tryb FailSafe bo albo odbiornik go nie wspiera, albo trzeba go inaczej skonfigurować – jeśli pozostawisz tą opcję włączoną pomimo wadliwego działania, maszyna może zachować się nieprzewidywalnie po utracie sygnału!

Pierwszy lot

Dopiero teraz możesz założyć śmigła. Upewnij się że są dokręcone dobrze, oraz że nie pomyliłeś prawych z lewymi. Uruchom model, uzbrój, i włącz tryb ANGLE. Chwyć model pewnie w rękę, uważając gdzie są palce, i zwiększaj przyśpieszenie aż poczujesz że model przestaje być ciężarem dla ręki. Delikatnie przechylaj go na boki, model powinien przeciwstawiać się tym ruchom – tak działa stabilizacja. Nie trzymaj go na wysokości oczu, śmigła potrafią pękać! Ok, postaw go na ziemi w dużym pomieszczeniu lub na zewnątrz jeśli warunki na to pozwalają, i spróbuj oderwać się od ziemi. Jeśli uczyłeś się latać małym modelem to zapewne już wiesz że przy samej ziemi powstają zawirowania powietrza przez które model jest bardzo niestabilny, musisz wzbić się przynajmniej na pół metra aby je zminimalizować. Wszystko działa jak powinno? Gratulacje :)

Tak wyglądało to u mnie – tak bardzo chciałem sprawdzić czy lata, że nawet nie ustawiłem trybu stabilizowanego, więc to co widać poniżej to tryb akrobatyczny, niezbyt rozsądnie używać go w mieszkaniu :)

Maszyna może dryfować na boki. Dryft niweluje się małymi przyciskami obok drążków, jeśli ciągle ucieka i musimy poprawiać ją drążkiem osi wzdłużnej, to klikamy przycisk który znajduje się pod tym drążkiem, przyciskając go w prawą stronę – da to taki sam efekt jak byśmy delikatnie trzymali ten drążek, a na ekranie będzie widać przesuwający się wskaźnik trymowania. Model może drżeć, wpadać w oscylacje, ale to wszystko jest do ustawienia i skalibrowania, po za tym nie wyważyliśmy jeszcze śmigieł co jest niezmiernie ważne, zajmiemy się tym w następnej części :)

…multicoptery – spis wszystkich tematów

5.00 avg. rating (98% score) - 3 votes

5 komentarzy

  1. Kupiłem mały quad za 100zł sterowany z normalnego nadajnika i to było najmądrzejsze co mogłem zrobić na początku zabawy z multirotorami – gdybym poskładał taką zabawkę to już pewnie nie miał bym palców i innych części ciała bawiąc się tym w domu – widze, że u ciebie też kwiatki niedługo ucierpią albo już są skoszone ;)

    • Nie Kolego, kwiatki to ja kosiłem hubsanem :) Tego tylko jeden raz w domu odpaliłem i to właśnie ten na filmie – uwierz że strach tym po pokoju latać :)

  2. Bardzo pomocny instruktarz , czekam niecierpliwie na kontynuacje dotyczącą GPS i funkcji z tym związanych, samemu nie za bardzo to ogarniam.
    Pozdrawiam

  3. Witam, a co zrobić gdy robię wszystko wg. Opisu a quad wpada w wibracje przypominającą upadek monety – a przy starcie jakby silniki startowały mocniej z jednej stromy ?
    pozdrawiam

Dodaj komentarz

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

Proszę pozostawić te dwa pola tak jak są: