Контроллер полета — это мозг дрона, поскольку он отслеживает и контролирует все, что делает дрон. KK2.1.5 и CC3D — широко используемые контроллеры полета в современных дронах. В нашем предыдущем руководстве мы использовали контроллер полета KK2.1.5 для управления дроном. В этом же проекте для создания дрона мы будем использовать контроллер полета CC3D.
Вам не нужен ПК для настройки контроллера полета KK2.1.5, поскольку он оснащен встроенным экраном, и мы можем настроить этот контроллер полета с помощью кнопок. Но многие пользователи предпочитают CC3D из-за его «жесткого» или «отзывчивого» управления, а также того, что он имеет открытый исходный код с точки зрения программирования и дизайна платы. Сравнительный анализ различных контроллеров полета для дронов приведен в этой статье.
Итак, в этом проекте мы будем использовать контроллер полета CC3D для конструирования дрона. Все остальные части дрона будут такие же как и в проекте дрона на основе контроллера KK2.1.5. CC3D немного более продвинутый, с большим количеством опций и постоянной поддержкой сообщества, но он требует лучшего понимания того, что вы делаете с точки зрения коптеров и управления. Итак, давайте начнем и посмотрим, как работает контроллер полета CC3D.
Введение в контроллер полета CC3D
Контроллер полета CC3D был разработан OpenPilot. Первая версия платы, Copter Control, была снята с производства в 2012 году из-за нехватки гироскопических датчиков, необходимых для стабилизации. После этого плата была переработана и выпущена с улучшенным гироскопическим датчиком, который меньше подвержен влиянию температурных колебаний. Эта новая версия платы известна как CC3D, и она идентична оригинальной Copter Control для обновления гироскопического датчика.
Эта плата OpenPilot CC3D EVO Flight Controller Side Pin имеет плавную функцию, которая позволяет ей работать со спутниковыми приемниками напрямую, без использования дополнительных кабелей. Она также работает с S BUS, но в этом проекте мы будем использовать ШИМ. Контроллер полета CC3D работает на 32-битном процессоре STM32 с 128 КБ Flash и 20 КБ RAM. И гироскоп, и акселерометр используют технологию 3-осевых MEMS. Карту можно программировать в Windows, Mac OS X или Linux с помощью USB и программного обеспечения OpenPilot, и драйверы не требуются. OpenPilot — чрезвычайно удобный инструмент, который может использовать любой, независимо от знаний в области программирования.
Технические характеристики
- Мощный 32-битный микроконтроллер STM32, работающий на скорости 90 MIP с 128 КБ флэш-памяти и 20 КБ ОЗУ.
- 3-осевые высокопроизводительные гироскопы MEM и 3-осевые высокопроизводительные акселерометры MEM, а также миниатюрная 4-слойная печатная плата размером 36 мм x 36 мм для превосходного снижения электрических шумов и улучшения летных характеристик.
- Поддержка программного обеспечения для Windows, Mac и Linux, а также прямая поддержка высокоскоростного USB без необходимости установки драйверов — устройство с функцией plug and play.
- Поддержка спутникового ресивера Spektrum и поддержка оборудования Futaba S-BUS.
- Инновационная технология Flexi-port для превосходной гибкости портов и встроенная память EEPROM объемом 4 Мбит для хранения конфигурации.
Описание датчиков и оборудования
- 3-осевой гироскоп и 3-осевой акселерометр: MPU-6000.
- Поддерживает несколько распространенных входов RC: 6 каналов PWM, комбинированный PPM, спутники Spektrum/JR DSM2, DSMJ, DSMX и приемники Futaba S.Bus.
- Функции ReceiverPort (настраиваемые): 6 входных каналов ШИМ или комбинированный поток PPM, 4 выходных канала ШИМ.
- Функции MainPort (настраиваемые): последовательная телеметрия (по умолчанию), GPS, S.Bus, спутники Spektrum/JR.
- FlexiPort (настраиваемый): последовательная телеметрия, GPS, спутники Spektrum/JR или периферийные устройства I2C (в стадии разработки).
- 10 выходов ШИМ для сервоприводов или ESC, или для стабилизации камеры.
- Стабилизация камеры: поддерживает до 3-осевых креплений камеры со стабилизацией и ручным управлением с любого из настроенных приемников.
- Встроенное USB-подключение для легкой настройки, а также USB и последовательная телеметрия и настройка (включая беспроводную связь с дополнительными радиомодулями).
- Поддерживается мощным OpenPilot GCS и 4 Мбит встроенной памяти.
- Комплементарный фильтр на основе кватерниона 3C, работающий на частоте 500 Гц.
Настройка контроллера полета CC3D
Нам необходимо программное обеспечение Open Pilot Ground Control Station (Open Pilot GCS) для настройки контроллера полета CC3D. OpenPilot GCS — это наземная станция управления для серии OpenPilot с открытым исходным кодом управления полетом, модема телеметрии и плат автопилота. Загрузка прошивки, настройка, управление и мониторинг телеметрии возможны с помощью приложения OpenPilot GCS. Все платы OpenPilot поддерживаются этим приложением. Вы можете загрузить программное обеспечение Open Pilot GCS для Windows, Mac и Linux.
Теперь мы рассмотрим пошаговую настройку и конфигурирование полетного контроллера CC3D.
Шаг 1. Загрузите программное обеспечение Open Pilot GCS по этой ссылке и установите его.
Шаг 2. После установки нажмите на значок Open Pilot GCS на рабочем столе, и вы увидите экран, показанный ниже. Пожалуйста, снимите пропеллеры с двигателей, прежде чем продолжить, чтобы избежать потенциального вреда.
Шаг 3. Щелкните желтую кнопку “Vehicle Setup Wizard” («Мастер настройки транспортного средства»), и появится всплывающее окно. Нажмите кнопку «Далее», убедившись, что ваш полетный контроллер CC3D не подключен к ПК или батареям.
Шаг 4. Нажмите кнопку ‘Upgrade’ («Обновить») после того, как отметите флажок ‘Erase all settings’ («Стереть все настройки»). Индикатор выполнения должен стать синим, и вам следует подключить CC3D к ПК с помощью кабеля USB, как указано. После того, как GCS завершит обновление CC3D, нажмите кнопку «Далее».
Шаг 5. Нажмите «Далее» в окне идентификации платы OpenPilot. Здесь должен отображаться тип вашей платы.
Шаг 6. Теперь нам нужно выбрать тип входного сигнала приемника. Мы выберем здесь PWM, поскольку собираемся использовать передатчик FS-i6 и приемник FS-iA6B. Чтобы перейти к следующему экрану, нажмите «Далее» (‘Next’).
Шаг 7. Контроллер полета CC3D начнет загрузку. Теперь на экране выбора типа транспортного средства выберите ‘Multirotor’ («Мультиротор») и нажмите «Далее».
Шаг 8. Мы собираемся спроектировать квадрокоптер в форме буквы X. Поэтому выберем «Quad Copter X» в окне конфигурации мультикоптера и нажмем «Далее».
Шаг 9. Теперь выберите стандартную частоту регулятора скорости 50 Гц, поскольку мы собираемся использовать регуляторы скорости Simonk на 30 А.
Шаг 10. В окне Configuration Summary дважды проверьте, что все настройки верны. Если они неверны, вернитесь и исправьте их; если нет, нажмите кнопку «Connection Diagram».
Шаг 11. Подключите ESC и приемник к CC3D, как показано на схеме, затем выберите «Сохранить», чтобы выйти из схемы и перейти к следующему шагу.
Соединения полетного контроллера CC3D с ESC и приемником FS-iA6B
Правая сторона платы CC3D имеет 6 выходов, из которых мы будем использовать только четыре выхода для прямого подключения ESC. Мы собираемся использовать квадрокоптер, поэтому мы использовали только четыре выходных контакта, и на изображении ниже вы можете видеть, что выходные контакты покрыты красной рамкой.
Выходные контакты имеют по 3 контакта в каждом ряду. Крайние правые контакты — заземление. Все центральные контакты — Vcc (5 вольт). А контакты слева — сигналы. Подключите все четыре провода ESC к первым четырем выходным контактам платы CC3D. Соединение между ESC и платой CC3D должно быть таким, как показано в таблице ниже. Крайний левый контакт выходного контакта — это сигнальный контакт, средний контакт — положительный (Vcc), а крайний правый контакт — отрицательный (контакт заземления).
| ESC | Плата CC3D |
| Земля (коричневый провод) | Земля (Крайний правый штифт) |
| Vcc (красный провод) | Vcc (центральный штифт) |
| Сигнал (желтый провод) | Сигнал (левый штифт) |
На рисунке ниже мы видим подключение ESC к полетному контроллеру CC3D. Здесь мы подключили только 4 ESC, поскольку собираемся использовать их для квадрокоптера.
В контроллере полета CC3D у нас есть два типа входных портов. На изображении ниже вы можете увидеть три входных порта на плате CC3D. Один большой порт предназначен для подключения PWM, а другие порты (основной порт и порт Flexi) предназначены для подключения S-Bus.
Основной порт и гибкий порт
Порт ШИМ
Но здесь мы собираемся использовать ШИМ, поэтому мы будем использовать только большой входной порт, который имеет 8 контактов. Входные контакты находятся на левой стороне контроллера полета CC3D. Здесь есть 6 соединений, эти контакты будут подключены к приемнику. Контакты приемника и входные контакты CC3D должны быть подключены следующим образом:
| Канал приемника | Цвет соединительного провода | CC3D (входные контакты) |
| Элерон (CH1) | Синий | Четвертый ряд |
| Лифт (CH2) | Желтый | Пятый ряд |
| Дроссель (CH3) | Белый (S), Красный(+), Черный(-) | Первый, Второй, Третий ряд |
| Руль (CH4) | Зеленый | Шестой ряд |
| AUX1 (CH5) | Желтый | Седьмой ряд |
| AUX2 (CH6) | Белый | Восьмой ряд |
Мы подключим третий канал приемника (CH3) тремя соединительными проводами, а остальные каналы будут подключены только через один провод, поскольку нет необходимости подключать Vcc и землю для других каналов. Согласно приведенной выше таблице, подключение приемника должно выглядеть так, как вы можете видеть на изображениях ниже.
Согласно приведенной выше таблице, торцевое соединение платы CC3D должно выглядеть так, как показано на изображениях ниже.
Шаг 12. Чтобы откалибровать контроллер полета, убедитесь, что ваш дрон находится на ровной поверхности, и нажмите кнопку ‘Calculate’ («Рассчитать»).
Шаг 13. В окне калибровки ESC внимательно прочитайте инструкции и отметьте все три поля, а затем нажмите кнопку «Пуск».
Шаг 14. После завершения процедуры и установки всех трех флажков безопасности кнопка ‘Start’ («Пуск») станет активной. Нажмите «Пуск» и следуйте инструкциям на экране. Если вы успешно откалибровали ESC, вы должны увидеть окно ‘Output Calibration’ («Калибровка выходного сигнала»). Перед нажатием кнопки «Далее» прочтите инструкции на экране.
Шаг 15. Нажмите и удерживайте кнопку ‘Start’ («Старт»), осторожно перемещая ползунок вправо, пока двигатель не начнет вращаться. Затем нажмите кнопку «Стоп», а затем кнопку «Далее». Эту процедуру необходимо повторить для каждого из ваших двигателей. Вам также следует проверить направление вращения двигателя. Все направления вращения двигателя должны соответствовать динамике полета квадрокоптера X-образной формы.
Шаг 16. Выберите раму F450 для страницы ‘Initial Tuning’ («Начальная настройка»), поскольку мы используем раму F450 для нашего квадрокоптера. В зависимости от того, какую раму вы используете, ваши параметры будут различаться.
Шаг 17. Чтобы сохранить все конфигурации и настройки в CC3D, нажмите кнопку «Сохранить».
Шаг 18. Выберите кнопку “Transmitter Wizard” («Мастер передатчиков»).
Шаг 19. Прочитайте все инструкции и нажмите кнопку «Далее».
Шаг 20. Теперь выберите обычный передатчик Acro для квадрокоптера с фиксированным крылом и нажмите кнопку «Далее».
Шаг 21. Мы выбрали режим 2, потому что нам комфортно управлять квадрокоптером в режиме 2, вы можете выбрать любой другой режим по вашему усмотрению.
Шаг 22. Теперь вы находитесь в окне калибровки джойстика. Двигайте левый джойстик вверх и вниз по экрану, пока программное обеспечение не распознает ваш ввод. Чтобы продолжить, используйте кнопку «Далее». После этого двигайте правый джойстик влево и вправо, пока программное обеспечение не распознает его. Нажмите кнопку «Далее».
Шаг 23. Чтобы установить конечные точки каждого ввода, поверните оба джойстика на полный круг и щелкните переключатель полета вперед и назад.
Шаг 24. Перейдите в настройки постановки на охрану и внесите необходимые изменения в настройки постановки на охрану и снятия с охраны.
Шаг 25. Мы выбрали опцию Yaw left («Поворот влево»), что означает, что при перемещении левого стика влево будет включаться только квадрокоптер, и он автоматически выключится через 5 секунд, если мы не предпримем никаких действий.
Шаг 26. Перейдите в настройки переключателя режима полета и оставьте все как есть. Если вы хотите что-то изменить, вы можете сделать это соответствующим образом.
Шаг 27. Перейдите к настройкам входа дистанционного управления и проверьте минимальное и максимальное значение дроссельной заслонки, крена, тангажа и рыскания, перемещая джойстики вашего передатчика.
Шаг 28. Теперь перейдите к опции полетных данных и переместите свой дрон в любом направлении, и вы увидите то же самое действие на экране, оно показывает, насколько хорошо устойчив ваш квадрокоптер.
Теперь контроллер полета CC3D полностью настроен и готов к полету.
Итак, в этом уроке мы спроектировали квадрокоптер с помощью контроллера полета OpenPilot CC3D и объяснили конфигурацию и настройку контроллера полета CC3D для квадрокоптера X-образной формы.
