Полетный контроллер. Полетный контроллер DJI A3 – выбор профессионалов! Какую характеристику Вы бы хотели улучшить в квадрокоптерах

Полетный контроллер для мультикоптера – это главный вычислительный компьютер. Он содержит основные датчики, обрабатывающий процессор и разъемы для соединения с остальными бортовыми устройствами мультикоптера. От качества и цены полетного контроллера напрямую зависит точность и стабильно полета, доступный дополнительный функционал и потенциал для модернизации и расширения возможностей вашего дрона. В нашем магазине вы можете купить как дешевые полетные контроллеры для мультикоптеров, так и полетные контроллеры премиум-класса для крупных.

Без преувеличения, полетный контроллер является мозгом любого дрона. Как и в настоящем мозгу, здесь тоже есть свои разделы, каждый из которых отвечает за определенные функции. Как правило, «полетник» (сленг авиамоделистов) состоит из нескольких отдельных модулей, связанных между собой кабелями.

1) IMU - Inertial Measurement Unit, или в переводе «Инерционное измерительное устройство». Выполняется в виде отдельного блока или платы с разъемами или впаянными проводами для коммутации с другими модулями. По сути, представляет из себя набор выносных датчиков, для определения положения коптера в пространстве: измеряет крен, высоту, вертикальную и горизонтальную скорости. Как правило, содержит в себе акселерометр, гироскоп и барометр. В продвинутых моделях полетных контроллеров, например DJI N3 имеется двойной набор датчиков для наибольшей точности получаемых данных.

2) PMU – Power Management Unit. Данный блок отвечает за распределение питания между остальными модулями, так же через PMU проходят информационные сигналы. В виду последнего факта, PMU используется так же и для коммутации всех модулей.

3) GPS Unit – выносная антенна с приемником GPS. Выполняется в виде овальной круглой таблетки, устанавливаемой на стойке, высотой 15-20 см. GPS модуль часто совмещается по частоте работы со спутниковой системой GLONASS (ГЛОНАСС). При наличии внутри компаса, требует установки в направлении переда мультикоптера (по стрелке). При установке GPS модуля необходимо правильно выставить смещения от центра внутри программы-ассистента.

4) COMPAS Unit – магнитный датчик, реагирующий на изменение силовых линий магнитного поля земли. В контроллерах фирмы DJI всегда интегрируется внутрь GPS-антенны. Требует калибровки перед полетом на новом месте.

5) LED Unit – модуль световой индикации, с расположенным на нем ярким LED-светодиодом. Загораясь разными цветами, лампочка сообщает пилоту о текущем состоянии мультикоптера – режиме полета, разряде батареи, количестве спутников. Так же по LED индикатору можно определить текущий курс дрона, если управление осуществляется от 3-го лица. В LED-модуле часто располагается Micro-USB разъем, через который осуществляется подключение мультикоптера к компьютеру.

Качественные и высокоточные полетные контроллеры часто совмещаются с другими важными модулями. Например, в контроллер DJI A2 интегрированн приемник DR16, работающий на частоте 2.4Ггц., таким образом, при установке ПК DJI A2 на Ваш мультикоптер, Вам понадобится купить только пульт управления, например DJI DT7 или большинство пультов Futaba, работающих на частоте 2.4Ггц. Для полетных контроллеров DJI N3 и A3 доступны апгрейды, добавляющие дополнительнын датчики GPS и IMU. Все полетные контроллеры DJI имеют функцию возврата домой и удержания текущей позиции высоты.

Как выбрать полетный контроллер для мультикоптера? Все зависит от ваих задач, которые нужны мультикоптеру. Если у Вас небольшой квадрокоптер для развлекательных полетов, подойдут самые простые и бюджетные модели, например DJI Naza-M или DJI N3. Если у Вас возникли вопросы по установке полетных контроллеров, Вы можете обратиться в наш Сервисный центр. Техники компании могут Вам с выбором «полетника», его установкой и настройкой.

Беспилотники с каждым днем все популярнее, поэтому актуальным становится вопрос об их составляющих. Сегодня вы узнаете, как выбрать контроллер для квадрокоптера, который позволяет следить за полетом летательного дрона, поэтому так важно подобрать его правильно. Для каждой модели беспилотника есть оптимальный вариант контроллера.

Выбор полетного контроллера для квадрокоптера следует делать исходя из текущих технических характеристик квадрокоптера и, собственно, вашего желания и предпочтений. Обычно пользователи предпочитают устанавливать контроллеры для усиления мощности двигателей своего беспилотника.

Наиболее удачные модели устройств собраны в нашей подборке, их характеристики можно, перейдя по ссылке. После того, как вы определитесь с моделью, стоит позаботиться об установке — должен располагаться на уровне плоскости вращения квадрокоптера. Контроллеры высокого качества обладают свойством виброизоляции (способность квадрокоптера легко взлетать и делать маневры различной сложности). Вы можете оснастить контроллер GPS модулем, который поможет отслеживать местонахождение летательного аппарата.

Если вам сложно определиться с полетным контроллером, стоит обратить внимание на модель ArduPilot Mega. Это отличное решение, которое позволит полностью контролировать движение беспилотника и создавать ему маршрут самостоятельно. С его помощью вы сможете осуществить двустороннюю передачу данных с квадрокоптера на любой гаджет, а также вести журнал встроенной памяти. Контроллер работает на базе APM 2.x. — это универсальное приспособление, которое позволяет усовершенствовать даже бюджетный квадрокоптер в автономное устройство и использовать его не только как игрушку, но и в профессиональных целях.

Преимущества ArduPilot Mega:

• небольшая стоимость;
• полноценный автопилот;
• 166 полетных точек;
• возможность редактирования маршрута;
• протокол обмена данными открытого типа;
• система защиты Geo-Fence;
• поддержка авиасимулятора через ПО;
• взаимодействие с квадрокоптерами, трикоптерами и гексакоптерами.

В комплект контролера включены экранирующие пластины — 4 шт., провод и модуль GPS и APM flight controller. Устройство имеет небольшой вес, всего 30 г, и компактные размеры 70\44\14 мм.

Модель разрабатывалась DIY Drones, поэтому позволяет максимально расширить возможности беспилотника. Теперь вы сможете придумать уникальный маршрут, и он будет четко следовать по точкам, которые вы обозначите. Контроллер позволяет превратить коптер из простой игрушки в профессиональное оборудование — теперь вы можете делать видео в тех местах, где запланировали. Контроллер будет строго следить за процессом, а квадрокоптер — точно передавать данные. Вы сможете корректировать маршрут устройства в своих целях и обеспечить дрону беспрепятственное передвижение. Это очень полезное приспособление.

Контроллер – необходимая составляющая для любой модели беспилотника, без нее невозможно скоординировать передвижение аппарата. Он предохраняет беспилотник от столкновений и повреждений. Теперь вы будете полностью контролировать передвижение квадрокоптера и создавать уникальные видео в местах, куда сложно добраться с обычной камерой.

Сегодня посмотрим на автопилот с OSD для авиамоделей .

Надо сказать, автопилоты для авиамоделей не слишком распространены среди авиамоделистов. Часто используют , а вот системы с автовозвратом в точку взлета - гораздо реже.

Обычно автовозврат нужен при дальних полетах по FPV.

Итак, что может Feiyu Tech FY 41AP Lite ?

Stabilized Mode (режим стабилизации) - система автопилота выравнивает огрехи пилота. Вы задаете пожелания маневров, а автопилот выполяет их в безопасном для полета режиме.

3D Mode (режим 3D) - если стики в нейтральном положении, то контроллер удерживает текущее положение самолета. Благодаря этому самолет может легко выполнять маневры и различные 3D фигуры с дополнительной устойчивостью и плавностью. Например - "висение" или "полет на ноже".

Fixed altitude & Heading lock Mode (фиксированная высота и направление) - этот режим поддерживает полет самолета по определенному курсу при сохранении заданной высоты. Используя данные GPS, система автоматически корректирует отклонения от курса и сохраняет прямолинейный полет.

Auto Return To Launch Mode (RTL) (автоматический возврат на базу) - Вы можете реализовать этот режим путем использования 3-х позиционного переключателя или используя установки фэйлсейва при потере сигнала. При этом самолет будет автоматически возвращен на базу. По достижении исходной точки система инициирует автоматический полет по кругу над этим местом.

Automated circling(автоматический полет по кругу) при активации этой функции будет описывать круги по по выбранному маршруту на фиксированной высоте. Вы можете самостоятельно установить радиус описываемой окружности. По умолчанию радиус равен 80 метрам.

Deactivated Mode (режим стабилизации отключен) - в этом режиме контроллер стабилизации полета FY-41AP отключен. Вы можете управлять авиамоделью без вмешательства электроники.

Согласитесь - эти режимы похожи на то, чем комплектуется квадрокоптер с GPS! Фактически, полет с автопилотом позволяет поднять авиамодель в воздух абсолютному новичку!

Бонусом тут является штатный OSD, который позволяет видеть всю информацию на передающемся по FPV видео с камеры авиамодели.

Фактически, наличие именно встроенного OSD и делает Feiyu Tech FY 41AP Lite привлекательным для покупки авиамоделистами. Другие варианты требуют или отдельного OSD и FPV модулей или стоят гораздо дороже.

Эти режимы автоматического полета стали возможны благодаря 3-х осевому гироскопу, 3-х осевому акселерометру, датчику воздушной скорости, GPS и, конечно же, программе обработки всей информации от датчиков в автопилоте.

Хотя, на мой взгляд - сначала надо научиться летать без "электронных костылей", что бы в случае проблем с автопилотом (а ведь это электроника, она всегда может заглючить или начать сбоить), можно было легко вернуть авиамодель в ручном режиме. Да и взлеты с посадкой на авиамодели лучше выполнять без автопилота.

Комплектация набора автопилота с OSD Feiyu Tech FY 41AP Lite

Полетный контроллер FY-41AP-Lite
Модуль FYGPS (10HZ-5V)
Датчик тока и модуль питания
Датчик полетной скорости
Кабели соединения

Видео распаковки автопилота Feiyu Tech FY 41AP Lite

Видео полета на авиамодели с автопилотом Feiyu Tech FY 41AP Lite Entry Level FPV Autopilot .

Стоит отметить, у этого автопилота есть и старший брат, без Lite в названии. Он поддерживает полет по точкам и управление квадрокоптерами. Однако, квадриками управляет весьма посредственно. Для квадрокоптера лучше брать Naza-M Lite и перепрошивать ее до версии V2 . Наза пилотирует квадрик гораздо увереннее.

А полет по точкам, на мой взгляд, на радиоуправляемых моделях самолета - не слишком нужен, по крайней мере не на столько, что бы оплачивать почти двухкратную цену по сравнению с версией Lite.

Где купить автопилот с OSD выводом данных Feiyu Tech FY 41AP Lite Entry Level FPV Autopilot

На сегодняшний день дешевле всего купить его на Банггуд.

• Купить Feiyu Tech FY 41AP Lite можно .

Продается с бесплатной доставкой до вашего почтового отделения.

Второй вариант - покупка на HobbyKing:

• Feiyu Tech FY 41AP Lite на ХоббиКинг - .

Цена выше на 20 баксов, еще надо оплатить доставку (около 10$). На мой взгляд - покупка по первой ссылке более оптимальна, экономия в 30 баксов при его курсе весьма заметна!

Стоит добавить то, что этому автопилоту уже год, так что его прошивку уже хорошенько вылизали от "детских болезней".

Константин,

Количество полетных контроллеров, имеющихся в продаже может смутить новичка. Цель этой статьи — показать каким образом можно выбрать полетный контроллер для вашего коптера.

Если вы только начинаете летать, тогда не забудьте прочесть .

Что такое полетный контроллер?

Полетный контроллер (ПК, flight controller, FC) — это мозг летательного аппарата. По сути, это схема, которая собирает данные с датчиков и команды от пользователя и делает некоторые изменения в скорости вращения моторов для того, чтобы коптер оставался в воздухе.

У всех ПК имеется базовый набор датчиков: гироскопы (Gyro) и акселерометры (acc); некоторые продвинутые конфигурации имеют также барометр и магнетометр (компас).

ПК — это также точка подключения всей прочей периферии типа GPS, светодиодов, сонаров и т.д.

Контроллеры для гоночных дронов очень быстро эволюционируют: становятся меньше, имеют всё более быстрые процессоры, более современные датчики и всё больше встроенных функций.

Эволюция полетных контроллеров

Прошивки для ПК

Помимо различий в железе, имеются различия и в прошивках, а также в программах для компьютера.

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 встроенного инвертора нет, то вам придется использовать одно обходных решений, например, (soft serial) или .

Если портов не хватает, можно использовать (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.

Гироскопы (Gyro), инерциальная навигация (IMU)

Цель датчиков на ПК определить ориентацию коптера и его движения. Микросхема с датчиками (IMU) содержит как гироскопы, так и акселерометры, но так как большинство FPV пилотов используют Acro Mode, то акселерометры обычно отключаются. Т.е. под IMU обычно подразумеваются только гироскопы (gyro).

Наиболее популярные гироскопы, используемые в полётниках:

* 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.

Гироскопы и акселерометры на полетном контроллере

Выбор гироскопов: что лучше высокая частота опроса или шум?

У IMU есть две основные характеристики: максимальная частота семплирования 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.

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 генерят довольно много помех, а коптер вибрирует, тогда ICM хуже, чем MPU6000.

Например, ICM20602 стоит на Raceflight Revolt V2, а ICM20689 на , оба работают на частоте 32k. Однако, в обзорах часто упоминают, что эти гиры более чувствительны к шумам, чем MPU6000, поэтому вышеупомянутые ПК лучше крепить с демпферами () и использовать , это поможет снизить шум.

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

Антивибрационное крепление гироскопов на ПК Kakute F4

i2c или SPI?

i2c и SPI — это названия шин для подключения гироскопов к процессору. Выбранная шина может ограничить частоты опроса гироскопов и ограничит looptime.

Лучше всего использовать SPI , т.к. она позволяет работать с бОльшими частотами, чем i2c , у которой лимит в 4k.

Встроенные функции

OSD

OSD может показывать разную информацию на экране: напряжение аккумулятора, таймер и т.д. Те, кто знакомы с MinimOSD помнят сложность настройки, но если вам нравится эта функциональность, тогда выбирайте ПК с OSD.

Регуляторы скорости

Встроенной PDB недостаточно? Есть ПК со встроенными регуляторами! Это значит, что моторы нужно подключать непосредственно к полетному контроллеру, что ещё больше упрощает сборку.

Чип памяти дешевле, но как правило он имеет небольшую емкость и хранит относительно немного данных, обычно 10-15, иногда 20 минут полетного времени (в зависимости от частоты запрашиваемых данных). Кроме того, загрузка данных с этого чипа идет довольно медленно, может уйти до 5 минут времени на загрузку лога длиной всего 1 минуту.

ПК со встроенным слотом для MicroSD карточек, позволяют хранить данные неделями, без необходимости очистки свободного места. Кроме того, чтение логов очень быстрое.

На мой взгляд выбирать нужно в зависимости от того, как часто вы планируете использовать черный ящик. Если хотите серьезно изучать полетные данные, тогда точно нужно брать ПК с MicroSD слотом.

Кстати, есть еще третий вариант — можно купить внешний логгер (Open Logger) со слотом для microSD и подключить его через свободный UART к ПК.

Типы разъемов

Три основных типа разъемов на полетных контроллерах:

• Пластиковые разъемы типа JST
• Контактные площадки («пятаки») для непосредственной пайки проводов
• Сквозные отверстия

Пластиковые разъемы менее надежны, но при этом позволяют быстро отключать/подключать кабели. Контактные площадки более крепкие, но есть риск их перегреть при пайке, и они отслоятся от платы. Наиболее универсальный вариант — сквозные отверстия: можно припаять провода или штыревые разъемы.

• Совет: как выпаять штыревые разъемы (англ)
• Совет: как восстановить отслоившиеся контактные площадки (англ)

BEC (стабилизатор напряжения)

В большинстве полётников уже есть стаб на 5 вольт. В некоторых есть и на 9, и 12 вольт (или на какое-нибудь другое напряжение).

Несмотря на то, что значительную часть FPV оборудования (камеры, видеопередатчики) можно подключать напрямую к литиевому аккумулятору, я считаю, что изображение будет лучше, если питать их через стабилизатор.

Кнопка boot (активация загрузчика)

Нажатая кнопка boot при подаче питания переводит процессор полетного контроллера в режим загрузчика (bootloader mode). В этом режиме можно обновить прошивку, даже если стандартные программы этого сделать не могут.

У многих ПК есть два контакта которые нужно закорачивать для этой цели. Но гораздо приятнее, когда есть кнопка.

Слева кнопка загрузчика, справа — контакты для этой же цели

Прочие, полезные вещи, которые иногда встречаются в полетных контроллерах

• Встроенный видеопередатчик — главное преимущество: экономия места и веса, у некоторых видеопередатчиков можно менять настройки прямо через контроллер
• Барометр / магнитометр (компас) — это дополнительные датчики, которые совсем не обязательны для гонщиков
• Поддержка протоколов приемника — убедитесь, что ПК поддерживает : PWM, PPM, SBUS, Spektrum Satellite и т.д.
• «Все-в-одном» — такой полетный контроллер состоит из одной платы, на которой есть всё необходимое: PDB, регуляторы, приемник и т.д. Недостаток — если что-то сгорит, то скорее всего придется менять плату целиком
• Поддержка инфракрасного транспондера — позволяет вам изменять время круга самостоятельно

Выбор полетного контроллера

Топ 5 лучших полетных контроллеров смотрите тут: (регулярно обновляется).

История изменений

• Декабрь 2014 — первая версия статьи
• Ноябрь 2016 — добавлена информация о прошивках, обновлен список фич в ПК
• Февраль 2017 — обновлена информация о процессорах и гироскопах
• Апрель 2017 — добавлена инфографика об эволюции полетных контроллеров, обновлен список процессоров
• Май 2018 — обновлена информация об интеграции функций в ПК
• Октябрь 2018 — добавлена информация о форматах крепежа