Inertial Sensor Comparison MPU6000 vs MPU6050 vs MPU6500 vs ICM20602

Inertial Sensor Comparison MPU6000 vs MPU6050 vs MPU6500 vs ICM20602 Вертолеты

Итак, что мне брать: f1, f3, f4, f7 или h7 fc?

Короткий ответ: выбирайте F7 FC! Вот мои рекомендации FC.

Развернутый ответ.

Конечно, вы можете управлять своим квадрокоптером со старым F1, но вы наверняка захотите получить большую производительность и больше функций от современного полетного контроллера.

Технологии будут двигаться в сторону более мощных процессоров, которые предоставят возможности для более интересных функций и периферийных устройств, а также возможность запускать сложные фильтры и алгоритмы, которые действительно сделают наши квадрокоптеры более интересными в полетах!

По мере того, как микропрограммное обеспечение FC продолжат развиваться, ограниченные возможности более медленных процессоров будут упускать интересные функции, которые ждут нас в будущем.

Обновление (июнь 2022 г.) – Betaflight прекратил поддержку плат F1 из-за отсутствия флэш-памяти для хранения прошивки. Поэтому вам следует избегать покупки новых контроллеров полета F1, если вы хотите использовать последнюю версию прошивки Betaflight.

Обновление (февраль 2022 г.) – разработчики Betaflight объявили о прекращении поддержки F3 FC в Betaflight 4.0 из-за нехватки памяти.

Да, H7 – последний и лучший, но, на мой взгляд, он все еще немного сыроват, чтобы его выбирать. Я бы еще немного подождал, пока еще несколько производителей не начнут его выпускать и код Betaflight будет лучше оптимизирован для этой платформы. Пока нет никакой реальной пользы от использования H7.

На самом деле, решение теперь сводится к F4 и F7, и то, и другое сегодня хороший вариант, но F7 имеет следующие преимущества:

  • F7 может обрабатывать лучше looptime, чем F4. При одновременном использовании динамического фильтра и фильтра RPM, а также других функций, требующих интенсивной обработки.
  • На F7 больше UART, чем на F4 FC.
  • Если вы пользователь Frsky, то берите лучше F7, потому что все UART поддерживают инвертированный сигнал, такой как SBUS и SmartPort. Настроить их проще, чем на F4.
  • F7 имеет больше возможностей для будущих обновлений и улучшений прошивки (задел на будущее)

Я собрал спецификации всех FC для мини-квадрокоптеров в этой таблице, чтобы вы могли сравнить их.

Что случилось с  F2, F5 и F6?

Чипы STM32, которые мы видели в полетных контроллерах, – это F1, 3, 4 и 7. У некоторых может возникнуть вопрос: “почему они пропустили F2, F5 и F6?”

F2 больше похож на старую версию F4 и не имеет встроенной инверсии сигнала. Это в сочетании с быстрым F3 сделало его очевидным выбором для разработчиков.

STM32 F5 и F6 просто не существуют.

Основной процессор

8051 vs AVR vs PIC vs ARM: Семейство микроконтроллеров составляющее основу большинства современных контроллеров полёта. Arduino основан на AVR (ATmel), и сообщество, похоже, сосредоточено на MultiWii, как на предпочтительном коде. Microchip является основным производителем чипов PIC.

Трудно утверждать, что одно лучше другого, всё сводится к тому, что может делать программное обеспечение. ARM (например, STM32) использует 16/32-битную архитектуру, при этом десятки используют 8/16-битные AVR и PIC. Поскольку одноплатные компьютеры становятся все менее и менее дорогостоящими, ожидается появление полётных контроллеров нового поколения, которые могут работать с полноценными операционными системами, такими как Linux, или Android.

ЦП: Обычно их разрядность кратна 8 (8-бит, 16-бит, 32-бит, 64-бит), что в свою очередь указывает на размер первичных регистров в ЦП. Микропроцессоры могут обрабатывать только установленное (максимальное) количество бит в памяти за один раз (такт).

Чем больше бит может обработать микропроцессор, тем более точной (и более быстрой) будет обработка. Например, обработка 16-битной переменной на 8-битном процессоре происходит куда медленней, чем на 32-битном. Обратите внимание, что код также должен работать с правильным количеством бит, а на момент написания этой статьи лишь немногие программы используют код, оптимизированный для 32 бит.

Рабочая частота: Частота, на которой работает основной процессор. Также по умолчанию её называют «тактовой частотой». Частота измеряется в герцах (циклов в секунду). Чем выше рабочая частота, тем быстрее процессор может обрабатывать данные.

Программная память/Флэш: Флэш-память — это место, где хранится основной код. Если программа сложная, она может занимать много места. Очевидно, что чем больше память, тем больше информации она может хранить. Память также актуальна при хранении данных в полёте, таких как координаты GPS, планы полёта, автоматическое движение камеры и т.д. Код, загруженный на флэш-память, остается на чипе даже после отключения питания.

SRAM: SRAM расшифровывается как «Статическая память с произвольным доступом» и представляет собой пространство на чипе, которое задействуется при выполнении расчетов. Данные, хранящиеся в оперативной памяти, теряются при отключении питания. Чем выше объём оперативной памяти, тем больше информации будет «легко доступно» для расчетов в любой момент времени.

EEPROM: электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ) обычно используется для хранения информации, которая не изменяется во время полёта, например настройки, в отличие от данных, хранящихся на SRAM, к которым могут относиться показания датчика и т.д.

Дополнительные порты Ввода/Вывода: большинство микроконтроллеров имеют большое количество цифровых и аналоговых портов ввода и вывода, на контроллере полёта некоторые используются под датчики, другие для связи, либо для общего ввода и вывода. К этим дополнительным портам могут быть подключены RC сервоприводы, системы подвеса, зуммеры и многое другое.

Аналого-цифровой преобразователь (A/D converter/АЦП): Если датчики используют бортовое аналоговое напряжение (обычно 0-3.3В или 0-5В), аналого-цифровой преобразователь должен преобразовать эти показания в цифровые данные. Как и в случае с процессором, количество бит, которое может быть обработано АЦП, предопределяет максимальную точность.

С этим связана тактовая частота, с которой микропроцессор может считывать данные (количество раз в секунду), чтобы убедиться, что информация не потеряна. Тем не менее, трудно не потерять часть данных во время такого преобразования, поэтому чем выше разрядность АЦП, тем более точными будут показания, но при этом важно, чтобы процессор смог справиться с той скоростью, с которой отправляются данные.

Выбор гироскопов: что лучше высокая частота опроса или шум?

У IMU есть две основные характеристики: максимальная частота сэмплирования и насколько полученные данные будут зашумлены (механическими вибрациями и электрическими помехами).

В настоящее время очень часто используют микросхему MPU6000, которая поддерживает частоту опроса до 8k, и обладает (неоднократно проверено) хорошей устойчивостью к разного рода шумам и помехам. Главное стараться избегать MPU6500 и MPU9250, хотя у них больше рабочая частота, но и уровень шумов тоже значительно выше.

Учтите, что разные серии гироскопов ICM имеют разные характеристики. ICM20689 — один из худших вариантов, легко восприимчив к шуму, да и с надежностью проблемы. Если приходится выбирать из ICM, то берите модель 20602.

В последнее время появляется всё больше и больше ПК с гироскопами на отдельной плате с антивибрационной развязкой (кусок поролона, чтобы снизить вибрации от моторов).

Обновление (окт 2022). Начиная с версии Betaflight 4.1 нет поддержки частоты 32кГц, так что если вы используете гироскопы ICM с Betaflight, то looptime будет не больше 8кГц.

Скорость работы гироскопов — это палка о двух концах: если питание чистое, и шумов нет, тогда серия ICM на 32k будет работать лучше, чем MPU6000. Однако, если регуляторы и моторы начнут генерировать помехи, а коптер вибрирует, тогда ICM хуже, чем MPU6000.

Несколько советов как крепить ПК с демпферами (антивибрационное крепление) и использовать конденсаторы для фильтрации помех по питанию.

“all in one” (aio) fc & integration

An “All In One” FC has in-built power distribution and will have large pads for the heavy gauge wire for input voltage directly from your LiPo. The term was originally used back when it was standard to have a PDB to regulate power to your FC, but with the variety of components found integrated with FC’s these days, it has become more misleading.

One of the first components to be integrated with the FC was On-Screen Display (OSD) – Betaflight OSD.

Other integrated circuitry that has proven invaluable is the Current Sensor: it’s a much better indicator than VBAT for when you should land and great tool for testing – More about current sensor and calibration.

Other commonly integrated components include Barometer and magnetometer (compass).

There is no “true” all-in-one solution (not yet anyway), but you can find almost any component – RX, VTX, even ESC’s – integrated with the FC.

The RacerStar Tattoo F4S FC was the first ESC integrated FC I reviewed, although it wasn’t very reliable.

Blackbox: flash memory or sd logger?

Blackbox data is useful for tuning and troubleshooting.

There are two ways to record your blackbox data – storing your flight logs either on an SD card or integrated flash memory.

Flash memory is cheaper to use, but it’s also very limited in terms of how long you can record.  Depending on your logging rate and the amount of flash memory on your FC, you can usually only capture 10 to 20 maybe minutes of flight data. It’s also extremely slow to download, taking up to 5 mins to download a one-minute flight log.

Flight controllers with a built-in SD card reader allows you to insert an SD card allowing you to record for weeks without worrying about running out of space. It’s also very fast to read the data, take the card out and you can access the logs immediately.

Blackbox logs are really for more experienced pilots to diagnose almost imperceptible issues with flight characteristics, such as racers looking to squeeze out every last drop of performance. For the averaged hobbyists, perhaps this is unnecessary unless you are really into tinkering.

If your FC doesn’t have SD card slot nor flash memory for blackbox, you can get an external SD card reader (Open Logger) and connect it to your FC via UART.

Cl racing f7 v2 daul — лучший полетник для регуляторов 4-в-1

  • F7, 2x ICM20602
  • Антивибрационное крепление
  • Betaflight OSD
  • PDB
  • 5V/3A BEC
  • 32MB памяти для черного ящика (Blackbox)
  • Напряжение питания: 2S — 8S LiPo
Смотрите про коптеры:  Как подобрать пульт к радиоуправляемой машине? Настройка радиоуправляемой машины Как изменить частоту на пульте управления машины

CL Racing F7 — это преемник популярных моделей CL Racing F4 и F4S. У него похожий дизайн, удобное расположение элементов и нормальный размер контактных площадок.

Это один из наиболее доступных полетных контроллеров в нашем списке, и при этом у него отличный набор функций: SmartAudio, ESC Telemetry, управление камерой (достаточно простого подключения, без резистора и конденсатора). Есть, конечно, и память для blackbox.

Процессор серии F7, поэтому не нужно ничего мудрить с инверсией сигналов SBUS и SmartPort.

CL Racing F7 разработан специально для работы совместно с регуляторами «4-в-1». Разъем для регулей позволяет использовать их телеметрию, а также общий датчик тока.

CL Racing F7 — один из первых ПК с функцией VTX pitmode, эта функция позволяет вам включать/выключать видеопередатчик тумблером на аппе.

Одна из отличительных черт второй версии — два гироскопа, они работают все время, а для уменьшения шума/помех данные усредняются. А вместе с RPM фильтром, тюнинг сильно упрощяется.

Вот полный обзор первой весии. Обзор второй версии (англ).

Купить на: Banggood | RDQ | AliExpress

Holybro kakute f7 aio — лучший полетник для отдельных регуляторов

  • F7, ICM20689 SPI (32KHz Looptime)
  • Софтмаунт датчиков
  • Betaflight OSD
  • Встроенная PDB
  • 5 В / 2 А BEC
  • MicroSD слот для blackbox
  • Питание: 2S – 6S

У большинства ПК антивибрационное крепление используется для всей платы, но у Kakute F7 плата с гироскопами демпфируется отдельно. Т.е. не нужно беспокоиться о демпферах, они уже есть. Гироскопы ICM относительно более шумные, но я не стал бы беспокоиться об этом, из-за довольно эффективного софтмаунта.

Недостаток этой системы — нужно убедиться, что гироскопы ничего не касаются, чтобы не передавались вибрации. Т.е. вы не можете разместить сверху другие комплектующие типа приемника или видеопередатчика.

Если в ПК установлен процессор серии F4, то приходится возиться с инверсией сигнала для SmartPort телеметрии и для SBUS. Это не проблема если у вас проц F7, т.к. инверсия настраивается программно.

Ещё мне очень нравится расположение элементов на плате; шикарный функционал, но возможно он будет слегка сложноват для новичков, т.к. все контакты собраны в кучу. К счастью инструкция очень детальная и полезная.

Беспокойство вызывает только шлейф, который можно повредить при крашах. Его можно заменить, тем более что в комплекте есть запасной. Однако это требует некоторых навыков пайки.

Думаю, этот ПК подойдет опытным пилотам, которым нужна высокая скорость работы гироскопов и частота 32к. Есть и не AIO версия, которую можно использовать вместе с регуляторами 4-в-1. Подробнее в обзоре.

Купить на Banggood | AliExpress | Gearbest | GetFPV

Kakute f4 – полетный контроллер с внешними гироскопами

Как вы могли заметить, я имею страсть ко всему новому:) По этой причине отслеживаю появление новых прогрессивных моделей полетных контроллеров с быстрыми гироскопами. Первой опробованной моделью был

Matek F405-OSD

. Настала очередь следующей модели –

Holybro Kakute F4

!

Примечательной особенностью данного полетного контроллера является отдельная плата гироскопов, установленная на виброразвязку.

Краткие характеристики полетного контроллера Holybro Kakute F4:

Полетный контроллер

Holybro Kakute F4

приехал в пластиковой коробочке, что порадовало.

Внутри обнаружился сам полетный контроллер, запасной шлейф для подключения гироскопов и три запасных демпфера.

Все необходимые выводы расположены на одной стороне полетного контроллера, там же стоят и гироскопы.

С обратной стороны стоит процессор и микросхема OSD. Сначала был обескуражен тем, что для OSD используется микросхема MAX7456. С ней было много проблем, связанных с питанием от пяти вольт, о чем

рассказывал раньше

.

Но здесь немного другая схема. Микросхема питается не от общего импульсного BEC на 5 вольт, а от отдельного линейного стабилизатора на 200mA. Это обеспечит стабильную работу OSD, но из-за такого решения плата полетного контроллера довольно сильно нагревается. Странное решение. Что помешало поставить

AT7456E

с питанием от 3.3 вольта? Кстати, для питания гироскопов так же стоит отдельный линейный стабилизатор.

Гироскопы установлены на мягкий демпфер и ощутимо возвышаются над платой полетного контроллера. Из-за них общая высота блока получается порядка восьми миллиметров. Используются гироскопы

ICM20686

, чуть менее чувствительные, чем

ICM20602

, которые стоят на

Matek F405-OSD

.

Чем хороша или плоха установка гироскопов на отдельный демпфер? Хороша тем, что полетный контроллер можно устанавливать на жесткие стойки. На этом преимущества заканчиваются:) Теперь о плохом. На мой взгляд, демпфер мягковат. В ранних версиях Kakute F4-AIO был еще более мягкий демпфер. Это чревато тем, что при резких маневрах плата гироскопов будет уплывать на демпфере и управление квадриком местами будет не совсем такое, как ожидалось. Демпфер предназначен для фильтрации только низкочастотных шумов. То есть, его можно сделать намного более жестким. Даже тонкий слой силикона или обычный толстый двухсторонний скотч будут работать. Зато не будет проблем с уплыванием гироскопа. Следующая проблема – плата гироскопов может отклеиться. Из-за установки микросхемы MAX7456, полетный контроллер ощутимо нагревается, местами аж до 53-54 градусов! Из-за такой температуры клеевой слой демпфера теряет часть своих свойств. Да и в холодном состоянии я без проблем отклеивал плату гироскопов. При авариях плата может легко отвалиться, поэтому в комплекте есть запасной шлейф:) Чтобы такого не произошло, надо как-то еще и сверху зафиксировать плату гироскопов. Можно резинкой от денег, но это уж совсем колхозно. А можно поставить полетный контроллер гироскопами вниз и снизу сделать еще один мягкий демпфер, который будет упираться в PDB или блок регуляторов – гироскопы будут висеть между двух демпферов. Или сделать еще проще – жестко приклеить гироскопы к плате, а плату установить на обычные резиновые стойки, как Matek F405-OSD. В общем, с внешними гироскопами получается больше проблем, чем пользы:)

Не стал испытывать судьбу, убрал стоковый демпфер, промазал контактным клеем текстолит на плате и гироскопах, сделал демпфер из обычного толстого двухстороннего скотча. Уверен, что этого будет достаточно для нормальной работы гироскопов и они не отвалятся при аварии.

Чтобы разобраться, что и как подключается, пришлось заглянуть в инструкцию. Кстати, там есть еще много полезных советов по использованию полетного контроллера Holybro Kakute F4.

Выводов UART-T1/R1 нет на плате. Они используются для Smartport-телеметрии приемников FrSky. Вывод SP уже инвертирован, так что использовать SOFTSERIAL не нужно – это плюс. Приемник рекомендуется подключать к UART3, а для управления передатчиком использовать UART6.

Полетный контроллер Holybro Kakute F4 питается непосредственно от аккумулятора. Это очень хорошее решение, потому что позволяет обойтись без PDB и использовать любой блок регуляторов 4-в-1. То есть, отдельный BEC на 5 вольт не нужен. Встроенный BEC на 5 вольт может выдержать ток до 1.5А. Этого хватит для питания приемника, светодиодов и пищалки. На камеру лучше подавать питание с передатчика. Как правило, у большинства из них есть выход на 5 вольт.

К полетному контроллеру Holybro Kakute F4 можно подключить светодиоды, пищалку, есть вход RSSI и вход для данных с датчика тока. Из шести выводов под моторы, два свободных можно использовать по своему усмотрению. Например, для управления настройками курсовой камеры, о чем расскажу как нибудь позже.

В полетный контроллер Holybro Kakute F4 лучше заливать тестовую версию прошивки BetaFlight 3.2.0, тогда он сможет максимально показать, на что способен! И регуляторы на BLHeli_32 с DShot1200 будут не лишними:) Прошивку надо заливать с полным стиранием памяти!

Коротко пробегусь по настройкам. Просто использовал часть текущих настроек от прошлого квадрика на

Matek F405-OSD

.

В портах, если планируется использовать приемник FrSky с телеметрией, надо включить SmartPort на UART1. Сам приемник по S.BUS подключается на UART3. На UART6 надо включить TBS SmartAudio для управления передатчиком, типа

Matek VTX HV

.

Сразу же реверсировал вращение моторов и выставил DShot1200. Частоту включил 16/16, при этом загрузка процессора всего 21%. Пробовал 32/16, но загрузка сразу же улетала на 100%, 32/32 даже не пытался ставить, и так понятно, что не заработает. С оверклогингом при 32/16 загрузка процессора всего 33%, а вот 32/32 даже с оверклогингом дает 100% загрузки. Так что, оптимально для

Holybro Kakute F4

будет 16/16 или 32/16 с оверклогингом, но на свой страх и риск.

В настройках PID поднял Anti Gravity Gain и немного увеличил D Setpoint Weight.

Включил тип D-Term фильтра PT1 и обнулил все режекторные фильтры. Пусть динамические работают:)

OSD заработало без проблем при подключении полетного контроллера к USB-разъему. Причем, напряжение на чипе MAX7456 было 4.91 вольта.

Один параметр не хотел устанавливаться из конфигуратора, видимо это небольшой баг. Нужно выбрать для черного ящика тип “Onboard Flash” и поставить частоту в 1кГц, не больше.

set blackbox_device = SPIFLASH

Остальные настройки сугубо индивидуальны. На всякий случай, приведу свой файл предварительной конфигурации.

Полетный контроллер Holybro Kakute F4 пойдет на какой-нибудь квадрик с блоком регуляторов 4-в-1. Скорее всего, это будет очередной крест с кабинкой Lumenier. Из всего многообразия регуляторов подойдут пока что только X-Racer Quadrant 2-6S 35A. И под кабинку влезут, и DShot1200 могут, и телеметрию с датчиков тока смогут отдавать. Других вариантов пока не нашел. Просто хочется сравнить два квадрика на одинаковой раме, но с разной начинкой. Особенно интересно, получится ли заметить разницу в работе гироскопов ICM20686 и ICM20602.

Kiss fc v2

  • Процессор F7, гиры MPU6000
  • Идет с прошивкой KISS FC Firmware

После 2х лет ожидания, Flyduino наконец-то выпустила KISS V2 для замены первой версии ПК. У KISS огромная толпа фанатов, которым нравятся характеристики этих ПК. Когда вы платите $80 за KISS FC V2, то вы платите не только за железо, но и за закрытую прошивку, которая работает только на ПК KISS.

Лично я считаю, что KISS летает плавнее и мягче, чем Betaflight, которая летает более точно (больше похоже на движения робота). Не самое точно описание, но как уж смог.

Это один из первых контроллеров, сделанных в виде буквы «H» и с контактными площадками для подпаивания проводов. А еще они же первыми заменили сквозные отверстия для штыревых разъемов на плоские пятаки для пайки с обеих сторон платы.

Во второй версии улучшено расположение контактов, теперь регули подключаются по углам платы. Имеющийся разъем также упростит проводку при использовании определенных PDB. Установка и настройка значительно проще, чем Betaflight.

На KISS можно поставить Betaflight, но, по-моему, есть и другие, более удачные ПК для Betaflight. Причина выбора KISS — это их закрытая прошивка.

Купить GetFPV | RMRC  | Обзор.

Why is an mpu6000 more well suited for drones than an icm imu?

There has been a good deal of discussion on this topic, and it has been no small source of conflict between several of the main firmware players in the high-performance DIY drone flight controller world. The short version is that based on evidence gathered from flight recorder logs, the ICM series gyros are more sensitive to electrical and mechanical noise than the MPU6000 gyro.

Смотрите про коптеры:  Из чего сделать кораблик для рыбалки? Полный список комплектующих для сборки своими руками. - Карповые кораблики для завоза прикормки - Эхолоты для рыбалки и морская электроника - Каталог статей - AMAZIN.SU

One of the major issues is that the MPU6000 is considered NR/ND (Not recommended for new designs) since 2022-ish, and there is some question as to how much longer it will be available. This makes manufacturers hesitant about using it in new designs.

The core of the argument around the ICM gyro has to do with the DLPF bypass mode that enables 32 Khz read rates (see section 9.17 in the datasheet for the ICM 20602). There is one school of thought that this mode simply gives lower-level access to the same data that is used by the internal DLPF to create the 8 Khz data output, and external software filters can do a better job than the internal DLPF used to create the hardware-given 8 Khz data. There seems to be a good deal of support however that this is not the case. It appears that moving the gyro into 32 Khz read mode actually reduces the fundamental accuracy of the readings being taken. Mark Spatz has done a good deal of work logging and analyzing data recordings from multiple gyros with the conclusion that 32 Khz in experimental mode is producing data that is both different and dramatically less accurate than when not in experimental mode, though why disabling the internal DLPF would have this impact still remains a question.

Even taking this into account, the ICM series gyros can perform essentially as well as the MPU600 when care is taken. Many of the issues seen with the ICM gyros result from poorly executed filtering on the 3.3v power supply. See this research article for an exploration of why this is a problem. Essentially if the power supply lines can be kept clean, and the internal DLPF is kept on, the gyro seems to perform decently.

All that being said, having been involved in support in the drone industry for a while though, my personal experience has been that flight controllers that use the ICM gyro have a higher failure rate and a higher chance of having issues than flight controllers with the MPU6000. I have a shelf full of flight controllers I pulled due to ICMs that became too sensitive to tune, and much larger number of folks I’ve helped debug with the same issue, but I’ve not had that issue with MPU6000. While this is purely anecdotal, it aligns with the experience of enough pilots that it has become a common thought in the DIY drone hobby, hence the reason why this question even came up.

Гироскопы (gyro), инерциальная навигация (imu)

Цель датчиков на ПК определить ориентацию коптера в пространстве и отследить его движения. Микросхема с датчиками (IMU) содержит как гироскопы, так и акселерометры.

Самые часто используемые полетные режимы Betaflight — это, наверное, Acro (акро, или ручной режим) и Angle (самовыравнивание). В акро режиме используются только гироскопы, а в Angle и гироскопы, и акселерометры.

А т.к. большинство пилотов FPV дронов летают в Acro, то акселерометры часто просто отключаются в настройках Betaflight, это позволяет сэкономить вычислительные ресурсы. По этой же причине под инерциальной навигацией обычно подразумевают только гироскопы (gyro).

Наиболее популярные гироскопы, используемые в полётниках:

IMUСпособ подключения, шиныМакс. частота сэмплирования
MPU6000SPI, i2c8K
MPU6050i2c4K
MPU6500SPI, i2c32K
MPU9150*i2c4K
MPU9250*SPI, i2c32K
ICM20602SPI, i2c32K
ICM20608SPI, i2c32K
ICM20689SPI, i2c32K

* MPU9150 — это MPU6050 со встроенным магнитометром AK8975, а MPU9250 — это MPU6500 с тем же магнитометром.

Выяснить тип можно взглянув на маркировку микросхемы, вот для примера популярный вариант Invensense MPU-6000.

Инвертирование сигнала последовательного порта

Процессоры F3 и F7 могут инвертировать сигнал встроенным инвертором, а F1 и F4 — нет.

Сигналы Frsky SBUS и SmartPort являются инвертированными, поэтому владельцам ПК на F3 и F7 повезло, такие данные понимаются без проблем (F3 и F7 — более новые серии процессоров, подробнее тут).

Однако, более старые процессоры, типа F1 и F4 требуют наличия внешнего инвертора сигнала, который и подключается к соответствующему последовательному порту. Для удобства пользователей некоторые ПК на F4 уже имеют схемы для инверсии сигналов SBUS и SmartPort, так что приемник подключается напрямую к ПК.

Если портов не хватает, можно использовать программную эмуляцию (soft serial) чтобы «создать» ещё больше портов. К сожалению, эмулируемые порты работают медленнее аппаратных (нельзя выставить большую скорость) и не подходят для важных задач, где требуется быстрая реакция, например не подойдут для работы с приемниками. Ну и, конечно, программная эмуляция требует довольно много ресурсов процессора.

Порты

Щелкните вкладку «Порты» в левой части окна.

 UART на вашем Kakute F7 универсальны; любой UART можно использовать для любой функции. Это отличается от Kakute F4, в котором определенные функции должны были быть назначены определенным UART. В приведенных выше инструкциях по подключению были предложены определенные UART, например, припаивание приемника SBUS к R6.

При настройке портов помните о следующем: каждый UART может использоваться только для одной функции. Каждый столбец (последовательный прием, выход телеметрии, вход датчика, периферийные устройства) представляет одну функцию. Таким образом, в каждой строке UART должна быть активна только одна функция.

Для каждой функции определите, к какому номеру UART вы подключили периферийное устройство. Итак, если вы припаяете сигнальный провод приемника к контактной площадке R3, это будет UART3. Если вы припаяли провод телеметрии SmartPort к контактной площадке T1, это был бы UART1. Число после R или T указывает номер UART.  

В каждой строке на вкладке «Порты» включите одну функцию, которую вы подключили к контактным площадкам TX и / или RX для этого UART. Ниже приведены наиболее распространенные варианты.

  • USB VCP – это порт, который используется для обмена данными между Kakute F7 и графическим интерфейсом конфигуратора. MSP – это протокол, который они используют для общения друг с другом. Если вы отключите MSP на USB VCP, вы больше не сможете связываться с платой через конфигуратор. Вам придется повторно прошить плату и стереть вашу конфигурацию, чтобы вернуться в нее. Достаточно сказать, что это плохо, и не стоит этого делать. Не выключайте MSP на линии USB VCP на вкладке «Порты». 
  • Если вы используете телеметрию FrSky SmartPort, в столбце «Вывод телеметрии» выберите SmartPort в раскрывающемся меню.
  • Включите «Последовательный прием» для UART, к которому вы припаяли сигнальный провод приемника. При использовании приемника SBUS или Spektrum это будет только пэд RX. Для приемника Crossfire вы должны использовать и контактные площадки TX и RX одного и того же UART.
  • Если вы используете управление цифровой камерой RunCam, в столбце «Периферийные устройства» выберите «Устройство RunCam».
  • Если вы используете ESC Telemetry, в строке UART7 в столбце Sensor Input выберите ESC. Хотя технически вы можете использовать любую площадку RX для телеметрии ESC, площадки R7 специально расположены по углам платы для этой цели.
  • Если вы используете SmartAudio или ImmersionRC Tramp Телеметрия для управления видеопередатчиком: в столбце Периферийные устройства выберите либо TBS SmartAudio, либо IRC Tramp, в зависимости от того, какой тип передатчика вы используете.

Прошивка новой прошивки

На этом этапе, если вы хотите обновить прошивку, вот как это сделать. Но если вы просто хотите полететь, пожалуйста, дерзайте! Вам не обязательно использовать последнюю версию прошивки, чтобы хорошо провести время. Забудьте про эту чушь!

Чтобы прошить прошивку, вы должны подключить плату в «режиме загрузчика». Режим загрузчика означает, что плата готова принять новое программирование. Чтобы перевести плату в режим загрузчика, удерживайте кнопку загрузчика при подключении кабеля USB. После подключения USB-кабеля оставьте кнопку нажатой на мгновение, чтобы убедиться, что он «сработает».

Если ваш Kakute F7 находится в режиме загрузчика, вы увидите «DFU» в раскрывающемся меню в правом верхнем углу конфигуратора, как показано здесь:  

 Если вы не видите DFU в раскрывающемся меню, то либо плата не обнаружила, что у вас была нажата кнопка загрузчика, либо ваши драйверы установлены неправильно. Если вы не видите DFU в раскрывающемся меню, вы не можете прошить новую прошивку на плату. Это не сработает.

Для опытных пользователей более простой способ войти в режим загрузчика – это перейти в интерфейс командной строки и ввести «bl». Это перезагрузит плату в режим загрузчика. Это особенно удобно, если плата установлена ​​в коптер, где нажимать кнопку загрузчика неудобно.

 Вот оставшиеся шаги:

  1. Перейдите во вкладку «Прошивка прошивки».  
  2. В раскрывающемся меню «Выбрать доску» выберите «KAKUTEF7». Если вы установите плату любого другого типа, Kakute F7 не будет работать. Он не будет поврежден, он просто не будет работать, пока вы не прошейте KAKUTEF7 на плату.
  3. Выберите последнюю версию Betaflight в раскрывающемся меню «Выбрать версию прошивки».
  4. Нажмите кнопку «Загрузить прошивку (онлайн)». Кнопка изменится на «Загрузка». Цвет кнопки Flash Firmware изменится с серого на оранжевый.
  5. Нажмите кнопку «Прошивка прошивки». Экран должен автоматически прокрутиться вниз, чтобы отобразить строку состояния, которая станет оранжевой по завершении процесса мигания.
  6. За миганием последует процесс, называемый «Проверка». Иногда проверка не проходит, но это не проблема. Если вспышка завершается, обычно все в порядке.
  7. Отключите плату, а затем снова подключите ее, на этот раз не удерживая кнопку загрузчика.
  8. Для пользователей Windows в раскрывающемся меню в правом верхнем углу конфигуратора будет указано «COM3» (или другой номер). Для пользователей MacOS и Linux в раскрывающемся списке будет отображаться что-то, начинающееся с / dev / tty. Это нормально. Если в раскрывающемся меню указано «Выбор вручную», значит, ваша плата не обнаруживается. Это может означать, что вы не использовали цель KAKUTEF7 при прошивке платы. Или это может указывать на то, что драйверы вашего виртуального COM-порта (VCP) были установлены неправильно.

Вы готовы настроить свою доску.

Режимы полёта

Ниже приведён список самых популярных режимов полёта, тем не менее не все из них могут быть доступны в полётных контроллерах. «Режим полёта» — это способ, посредством которого полётный контроллер использует сенсоры и входящие радиокоманды для обеспечения стабилизации и полёта БПЛА.

  • ACRO — обычно режим по умолчанию, из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуется только гироскоп (беспилотник не может автоматически выравниваться). Актуален для спортивного (акробатического) полёта.
  • ANGLE — стабильный режим; из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп и акселерометр. Углы ограничены. Будет удерживать беспилотник в горизонтальном положении (но без удержания позиции).
  • HORIZON — сочетает в себе стабильность режима «ANGLE», когда стики находятся вблизи центра и перемещаются медленно, и акробатику режима «ACRO», когда стики находятся в крайних положениях и перемещаются быстро. Контроллером полёта задействуется только гироскоп.
  • BARO (Altitude Hold) — стабильный режим; из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп, акселерометр и барометр. Углы ограничены. Барометр используется для удержания определенной (фиксированной) высоты, когда с аппаратуры управления не подаются никакие команды.
  • MAG (Heading Hold) — режим блокировки курса (направления компаса), беспилотник будет сохранять Yaw ориентацию. Из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп, акселерометр и компас.
  • HEADFREE (CareFree, Headless, Безголовый) — исключает отслеживание ориентации (Yaw) дрона и тем самым позволяет перемещаться в 2D направлении согласно перемещению стика управления ROLL/PITCH. Из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп, акселерометр и компас.
  • GPS/Return to Home — автоматически использует компас и GPS, чтобы вернуться к месту взлёта. Из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп, акселерометр, компас, и модуль GPS.
  • GPS/Waypoint — позволяет беспилотнику автономно следовать по предварительно установленным GPS точкам. Из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп, акселерометр, компас, и модуль GPS.
  • GPS/Position Hold — удерживает текущую позицию с помощью GPS и барометра (если доступен). Из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп, акселерометр, компас, и модуль GPS.
  • Failsafe (аварийный/отказоустойчивый режим) — если другие режимы полёта заданы не были, беспилотник переходит в режим Acro. Из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуется только гироскоп. Актуален при сбоях в программном обеспечении беспилотника, позволяет восстановить контроль над БЛА посредством ранее предустановленных команд.
Смотрите про коптеры:  13 советских роботов | Пикабу

Связь

Радиоуправление (RC)

Управление посредством радиосвязи обычно включает в себя RC передатчик/RC transmitter (в беспилотном хобби — радиоаппаратура управления/пульт) и RC приёмник (RC receiver). Для взаимодействия с БПЛА пользователю потребуется как минимум четырёх (и более) канальный RC передатчик. По умолчанию первые четыре канала связаны с:

Все остальные имеющиеся каналы могут быть задействованы для таких действий как:

  • Арминг (Arming или Arm)/Дизарминг (Disarming или Disarm) — постановка/снятие с охраны моторов.
  • Управление подвесом (панорамирование вверх/вниз, вращение по часовой стрелке/против часовой стрелки, зуммирование)
  • Смена режимов полёта (ACRO/ANGLE и т.д.)
  • Активировать/Задействовать полезную нагрузку (парашют, зуммер или другое устройство)
  • Любое другое применение

Большинство пользователей (пилотов БПЛА) предпочитают именно ручное управление, это ещё раз доказывает, что пилотирование при помощи аппаратуры управления по прежнему является выбором номер один. Сам по себе RC приёмник просто передаёт поступающие от RC передатчика значения, а значит не может управлять беспилотником.

RC приёмник должен быть подключен к контроллеру полёта, который в свою очередь должен быть запрограммирован для приёма RC сигналов. На рынке очень мало полётных контроллеров, которые принимают входящие радиокоманды от приёмника на прямую, а большинство ПК даже обеспечивают питание приёмника от одного из контактных выводов. Дополнительные соображения при выборе пульта дистанционного управления включают в себя:

  • Не все RC передатчики могут обеспечить полный диапазон RC сигналов от 500мс до 2500мс; некоторые искусственно ограничивают этот диапазон, так как большинство используемых RC предназначены для радиоуправляемых автомобилей, самолётов и вертолётов.
  • Дальность/Макс. воздушный радиус действия (измеряется в футах или метрах) RC-системы практически никогда не предоставляются производителями, поскольку на этот параметр влияют множество факторов, таких как помехи, температура, влажность, заряд батареи и другие.
  • Некоторые RC-системы имеют приёмник, который также имеет встроенный передатчик для передачи данных от датчика (например, GPS-координат), которые в последствии будут отображаться на ЖК-дисплее RC передатчика.

Bluetooth

Bluetooth и более поздние продукты BLE (Bluetooth Low Energy) изначально предназначались для передачи данных между устройствами без заморочек сопряжения или согласования частот. Некоторые имеющиеся на рынке контроллеры полёта могут отправлять и получать данные по беспроводной связи через соединение Bluetooth, что упрощает поиск неисправностей в полевых условиях.

Wi-Fi

Управление по Wi-Fi обычно достигается посредством Wi-Fi роутера, компьютера (в том числе ноутбук, десктоп, планшет) или смартфон. Wi-Fi в состоянии справится как с передачей данных, так и с передачей видеопотока, но одновременно с этим эту технологию сложнее настроить/реализовать. Как и для всех Wi-Fi устройств, расстояние удаления ограничено Wi-Fi передатчиком.

Радиочастота (RF или РЧ)

Радиочастотное (РЧ) управление в этом контексте относится к беспроводной передаче данных с компьютера или микроконтроллера на летательный аппарат с использованием РЧ передатчика/Приёмника (или двухполосного приёмопередатчика). Использование обычного радиочастотного блока, подключенного к компьютеру, позволяет осуществлять двухполосную связь на большие расстояния с высокой «плотностью» данных (обычно в последовательном формате).

Смартфон

Хоть это и не тип связи, самого вопроса, как управлять дроном используя смартфон, достаточно, чтобы уделить ему отдельный раздел. Современные смартфоны это по сути мощные компьютеры, которые по случайному совпадению могут также совершать телефонные звонки.

Инфракрасное излучение (Infrared (IR))

Инфракрасная связь (то что можно найти в каждом телевизионном пульте дистанционного управления) редко используется для управления дронами, так как даже в обычных комнатах (не говоря уже об открытом пространстве) присутствует так много инфракрасных помех, что они не очень надёжны. Несмотря на то, что технологию можно использовать для управления БПЛА, не может быть предложена как основной вариант.

Сенсоры

С точки зрения аппаратного обеспечения, контроллер полёта по сути является обычным программируемым микроконтроллером, только со специальными датчиками на борту. Как минимум, контроллер полёта будет включать в себя 3-осевой гироскоп, но без автовыравнивания. Не все контроллеры полёта оснащаются указанными ниже сенсорами, но они также могут включать их комбинацию:

  • Акселерометр: Как следует из названия, акселерометры измеряют линейное ускорение по трем осям (назовём их: X, Y и Z). Обычно измеряется в «G (на рус. Же)». Стандартное (нормальное) значение, составляет g = 9.80665 м/с². Для определения положения, выход акселерометра может быть интегрирован дважды, правда из-за потерь на выходе объект может быть подвержен дрейфу. Самой значимой характеристикой трёхосевых акселерометров является то, что они регистрируют гравитацию, и как таковые, могут знать, в каком направлении «спуск». Это играет главную роль в обеспечении стабильности многороторного БЛА. Акселерометр должен быть установлен на контроллере полёта так, чтобы линейные оси совпадали с основными осями беспилотника.
  • Гироскоп: Гироскоп измеряет скорость изменения углов по трём угловым осям (назовём их: альфа, бета и гамма). Обычно измеряется в градусах в секунду. Обратите внимание, что гироскоп не измеряет абсолютные углы напрямую, но вы можете выполнить итерацию, чтобы получить угол, который, как и у акселерометра, способствует дрейфу. Выход реального гироскопа имеет тенденцию быть аналоговым или I2C, но в большинстве случаев вам не нужно беспокоиться об этом, так как все поступающие данные обрабатываются кодом контроллера полёта. Гироскоп должен быть установлен так, чтобы его оси вращения совпадали с осями БПЛА.
  • Инерционный измерительный блок (IMU): IMU — по сути, это небольшая плата, которая содержит как акселерометр, так и гироскоп (обычно многоосевые). Большинство из них включают трёхосевой акселерометр и трёхосевой гироскоп, другие могут включать дополнительные сенсоры, например трёхосевой магнитометр, обеспечивающий в общей сложности 9 осей измерения.
  • Компас/Магнитометр: Электронный магнитный компас способный определять магнитное поле Земли и использовать эти данные для определения направления компаса беспилотника (относительно северного магнитного полюса). Этот сенсор почти всегда присутствует, если система имеет GPS вход и доступно от одной до трех осей.
  • Давление/Барометр: Так как атмосферное давление изменяется по мере удаления от уровня моря, можно использовать сенсор давления, чтобы получить довольно точные показания высоты БПЛА. Для расчёта максимально точной высоты, большинство контроллеров полёта получают данные одновременно от сенсора давления и спутниковой системы навигации (GPS). При сборке обратите внимание, что предпочтительнее, чтобы отверстие в корпусе барометра было накрыто куском поролона, это уменьшить отрицательное влияние ветра на чип.
  • Расстояние: Датчики расстояния все чаще используются на беспилотниках, поскольку GPS-координаты и датчики давления не могут рассказать вам, насколько далеко вы находитесь от земли (холма, горы или здания), либо столкнётесь ли вы с объектом или нет. Датчик расстояния, обращенный вниз, может быть основан на ультразвуковой, лазерной или лидарной технологии (ИК-сенсоры могут испытывать проблемы в работе при солнечном свете). Датчики расстояния редко входят в стандартный комплект полётного контроллера.

Сохранение вашей конфигурации

После того, как вы закончите сборку, настройку и настройку мультикоптера, рекомендуется создать резервную копию конфигурации, чтобы вы могли восстановить ее позже. Это полезно, если вы потеряете свой квадроцикл, или если вы повредите свой полетный контроллер, или если вы случайно заблокируете свой полетный контроллер и должны сбросить его, чтобы вернуться.

Прежде чем мы покажем вам правильный способ сохранения и восстановления вашей конфигурации, позвольте нам предупредить вас о неправильно способ. Betaflight и Cleanflight имеют кнопки «сохранить конфигурацию» и «восстановить конфигурацию». Не вдаваясь в подробности, у них есть некоторые существенные недостатки, поэтому мы не рекомендуем их использовать.

Правильный способ сохранить вашу конфигурацию следующий.

  1. Подключите свой Kakute к компьютеру, подключив USB.  
  2. Запустите приложение Betaflight с графическим интерфейсом.
  3. Перейдите на вкладку CLI.
  4. В текстовом поле внизу интерфейса командной строки введите «diff all» и нажмите Enter. Это заставит полетный контроллер отобразить все параметры конфигурации, которые вы изменили по сравнению со значениями по умолчанию.
  5. В правом нижнем углу конфигуратора нажмите «Сохранить в File”Кнопку.
  6. Сохранить file где-то не потеряешь.

Чтобы восстановить вашу конфигурацию, сделайте следующее:

  1. Открыть текст file в вашем текстовом редакторе.
  2. Выделите все содержимое file.
  3. Щелкните правой кнопкой мыши в окне текстового редактора и выберите «Копировать».
  4. Подключите свой Kakute к компьютеру, подключив USB.  
  5. Запустите приложение Betaflight с графическим интерфейсом.
  6. Перейдите на вкладку CLI.
  7. Щелкните мышью один раз в текстовом поле внизу вкладки CLI, чтобы поместить туда курсор.
  8. Вместо того, чтобы вводить какие-либо команды, щелкните правой кнопкой мыши текстовое поле и выберите «Вставить».
  9. Нажмите клавишу Enter на клавиатуре. Вставленный текст будет быстро прокручиваться.  
  10. Введите «сохранить» в текстовом поле внизу экрана.
  11. Нажмите Ввод. Контроллер полета перезагрузится, и конфигурация будет восстановлена.
Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector