Розділ 7: Польотний контролер і стек ESC: вибір мозку та системи живлення

Тепер, коли ми обрали раму — фізичну основу дрона — настав час обрати електронне ядро всієї системи.

Саме тут багато FPV-початківців починають почуватися заляканими.

Раптом ви зустрічаєте терміни, як-от:

F4
F7
UART
BEC
гіроскоп
BLHeli
сила струму
розмір стека
протоколи ESC
сумісність прошивки

Спочатку все це може здаватися надзвичайно технічним.

Але правда набагато простіша, ніж здається.

Практично кажучи:

польотний контролер — це мозок.

ESC — це система керування живленням.

Разом вони утворюють те, що FPV-пілоти зазвичай називають:

стеком.

Ця підсистема відповідає за:

стабілізацію
керування двигунами
зв'язок між компонентами
загальну поведінку дрона

Без правильно працюючого стека дрон не може літати.

Саме тому цей розділ надзвичайно важливий.

Але не хвилюйтеся: ми підійдемо до всього з перспективи, зручної для початківців, зосередженої на розумінні, а не на запам'ятовуванні.

Що таке польотний контролер?

Польотний контролер, також званий FC, — це головний комп'ютер усередині дрона.

Його завдання:

отримувати інформацію
обробляти обчислення
керувати стабілізацією
координувати всі бортові системи

Можете уявляти польотний контролер як:

мозок дрона.

Що насправді робить польотний контролер

Польотний контролер постійно отримує дані від:

радіоприймача
бортових сенсорів
налаштувань Betaflight
гіроскопа
команд пілота

Потім він обчислює:

з якою швидкістю має обертатися кожен двигун
як стабілізувати дрон
як реагувати на рух

Це відбувається тисячі разів щосекунди.

Гіроскоп: один із найважливіших компонентів

Кожен сучасний польотний контролер містить:

гіроскоп

Гіроскоп вимірює:

обертальний рух
зміни орієнтації
кутову швидкість

Це дозволяє дрону розуміти:

як він рухається
наскільки швидко він обертається
як стабілізувати себе

Без гіроскопа стабільного FPV-польоту не існувало б.

Що таке ESC?

ESC означає:

Electronic Speed Controller (електронний регулятор швидкості)

ESC керує швидкістю двигунів.

Він діє як силовий міст між:

батареєю
польотним контролером
двигунами

Польотний контролер повідомляє ESC:

скільки потужності має отримати кожен двигун
наскільки швидко має змінюватися швидкість двигуна

Потім ESC швидко регулює подачу електричної потужності.

Сучасні FPV-дрони використовують ESC 4-в-1

Старіші дрони іноді використовували один ESC на кожен двигун.

Сучасні FPV-дрони зазвичай використовують:

ESC 4-в-1

Це означає, що всі чотири ESC об'єднані в одну плату.

Переваги включають:

чистішу проводку
нижчу вагу
простішу збірку
кращу організацію

Це саме те, що нам потрібно для збірки для початківців.

Що таке стек?

У FPV термін «стек» зазвичай означає:

польотний контролер
ESC, змонтовані разом

Ці плати зазвичай з'єднуються за допомогою:

джгутів проводки
м'якого кріплення
гвинтів стека

Стек стає електронним центром дрона.

Чому стек такий важливий

Стек впливає на:

якість польоту
надійність
ремонтопридатність
стабільність тюнінгу
майбутню можливість розширення

Поганий стек може створити:

нестабільний політ
перегрів
випадкові відмови
складну діагностику

Хороший стек полегшує роботу з усім дроном.

Розуміння польотних контролерів F4 проти F7

Одна з перших речей, які помічають початківці:

F4 та F7

Це стосується сімейств процесорів, що використовуються всередині польотного контролера.

Польотні контролери F4

Плати F4:

доступні за ціною
широко використовуються
зручні для початківців
дуже спроможні

Для більшості фристайл-дронів для початківців:

F4 більш ніж достатньо.

Польотні контролери F7

Плати F7:

швидші
потужніші
краще справляються з кількома периферійними пристроями
більш орієнтовані на майбутнє

Але вони також:

дорожчі
іноді непотрібні для простих збірок для початківців

Що варто обрати початківцям?

Для цього проєкту:

F4 цілком прийнятний
F7 також чудовий, якщо ціна розумна

Найважливіше — не гнатися за максимальною обчислювальною потужністю.

Натомість початківцям варто пріоритезувати:

надійність
сумісність
підтримку спільноти
легкість налаштування

Розуміння UART

Ще один поширений термін FPV:

UART

UART — це комунікаційні порти.

Вони дозволяють польотному контролеру спілкуватися з:

приймачами
модулями GPS
системами VTX
радіо
іншими пристроями

Думайте про UART як про комунікаційні канали.

Більш просунуті збірки вимагають більше UART.

Але наша мінімалістична збірка для початківців потребує лише кількох.

Чому ми тримаємо збірку простою

Деякі польотні контролери підтримують:

GPS
Bluetooth
HD-системи
LED
логування blackbox
просунуту периферію

Але пригадайте нашу філософію:

спочатку простота.

Ми навмисно уникаємо непотрібної складності на початку.

Це означає:

менше точок проводки
менше кроків налаштування
менше змінних для діагностики

Струм ESC пояснено

ESC оцінюються в:

амперах, або A

Це визначає, який електричний струм вони можуть безпечно витримати.

Поширені номінали ESC для 5-дюймових дронів включають:

Чому вищі цифри не завжди потрібні

Багато початківців вважають:

«Вищий струм автоматично означає краще».

Не обов'язково.

Для нашої зручної для початківців 5-дюймової збірки:

ESC на 45A зазвичай відмінний баланс.

Вони забезпечують:

гарну надійність
сильну сумісність
потенціал для майбутнього апгрейду
достатню здатність до навантаження

не стаючи при цьому непотрібно дорогими.

Прошивка ESC

ESC також працюють на прошивці.

Сучасні ESC часто використовують:

BLHeli_S
BLHeli_32
Bluejay

Ці системи керують:

таймінгом двигуна
поведінкою при запуску
плавністю двигуна
протоколами зв'язку

Поки що не хвилюйтеся про просунуте налаштування ESC.

Під час першої збірки ми триматимемо все просто.

Чому важлива надійна подача живлення

ESC і система живлення безпосередньо впливають на:

стабільність польоту
чуйність
плавність двигунів
надійність системи

Нестабільність живлення може спричинити:

розсинхронізацію
перегрів
нестабільну поведінку в польоті
падіння

Саме тому вибір перевірених компонентів має таке велике значення.

Розмір кріплення стека

Більшість 5-дюймових дронів для початківців використовують:

стеки 30×30 мм

Переваги включають:

легшу пайку
краще розташування
легший ремонт
краще охолодження

Існують і менші стеки, зокрема:

20×20
плати AIO
компактні збірки

Але для початківців:

з більшими компонуваннями зазвичай легше працювати.

Плати AIO проти традиційних стеків

Ще одне поширене запитання початківців:

«Чи варто мені використовувати плату AIO?»

AIO означає:

All-In-One (все в одному)

Це поєднує:

польотний контролер
ESC
іноді додаткову електроніку

в одній платі.

Чому ми уникаємо плат AIO

Плати AIO чудові для:

мікродронів
надлегких збірок
компактних систем

Але для початківців на 5-дюймових дронах вони створюють недоліки:

складніший ремонт
вищу концентрацію тепла
повну заміну плати у разі пошкодження

Традиційні стеки:

легше ремонтувати
легше зрозуміти
більш модульні

Це набагато краще відповідає нашій філософії.

Чому SpeedyBee стала надзвичайно популярною

Для збірок для початківців стеки SpeedyBee стали дуже популярними, бо пропонують:

відмінну якість за ціною
сильну надійність
зручне для початківців налаштування
інтеграцію з мобільним застосунком
широку підтримку спільноти

Це надзвичайно добре відповідає філософії нашого проєкту.

Що ми шукаємо в нашій збірці

Наш ідеальний стек для початківця має бути:

Надійним

Стабільна робота важливіша за екстремальні характеристики.

Зручним для початківців

Легка проводка та хороша документація.

Широко підтримуваним

Велика база знань спільноти.

Ремонтопридатним

Легка заміна у разі пошкодження.

Готовим до майбутнього

Достатньо можливостей для подальших апгрейдів.

Типові помилки початківців

Купівля надзвичайно дешевої невідомої електроніки

Дуже дешеві стеки часто страждають від:

поганого контролю якості
нестабільних регуляторів напруги
перегріву
ненадійних ESC

Це може створити нескінченне розчарування в діагностиці.

Гонитва за максимальними характеристиками

Початківці часто одержимі:

швидкістю процесора
струмом ESC
просунутими функціями

Але надійність має набагато більше значення.

Вибір електроніки без підтримки спільноти

Популярне обладнання має значення.

Використовуючи поширені компоненти:

діагностика стає легшою
туторіали легше застосовувати
запасні деталі легше знайти

Наша філософія збірки надалі

На цьому етапі філософія нашої збірки має ставати дуже зрозумілою.

Ми пріоритезуємо:

простоту
надійність
ремонтопридатність
доступність
практичну придатність у реальному світі

Це набагато важливіше, ніж будувати максимально екстремальний FPV-дрон.

Особливо для початківців.

Висновок

Польотний контролер та стек ESC формують електронне серце FPV-дрона.

Разом вони:

обробляють команди пілота
стабілізують апарат
керують швидкістю двигунів
керують подачею живлення
координують усю систему

Вибір правильного стека — одне з найважливіших рішень у процесі збірки.

Для початківців найкращий стек — не найдорожчий чи найпотужніший.

Це той, що забезпечує:

надійність
простоту
сильну підтримку спільноти
плавний навчальний досвід

Тепер, коли ми розуміємо мозок і систему керування живленням дрона, наступний крок — обрати компоненти, які насправді генерують тягу: двигуни.

Наступний розділ

Двигуни FPV: KV, розмір, тяга та сумісність із 6S