Mostanában nem nagyon volt időm új bejegyzéseket írni egyéb elfoglaltságaim miatt. De amúgy most repülés terén sem sok minden történik, sajnos....

Történt ugyanis, hogy több sebből vérzett/vérzik a kopter. :( Először is, az egyik átvizsgálásnál észrevettem, hogy a jobb első kar, a motor felfogatás előtti "nyak" részen kapott egy olyat, hogy megroggyant (elrepedt). Nem tört el, tehát szépen bírta a 4 milliméteres szénszál, de kicsit meghajlott és persze a szilárdsága is alább hagyott. Így az 1-es motorom kb. 5 fokos szögben befelé dőlt. Ettől függetlenül lehetett vele repülgetni, de erős gázadásnál érezhetően elhúzott, illetve kitőrt és persze be is rezonált.

A "megroggyant" kar. Azért repültem vele :)

Gyorsan rendeltem egyből két tartalék kart. Amíg szállították őket Kínából, azért repülgettem. Már kezdett egész jó menni az FPV-s repülés, erre meg a bal hátsó (3-as( motor adta meg magát. :(((

Nem kárhoztatom érte, mert sokat zuhantam, kaptak a motork is rendesen, mégis ezidáig derekasan helyt álltak. De azért most nagyon bánom, hogy nem rendeltem egy (vagy két) tartalékmotort. Az új motor (és most már tartalékmotorok) is úton vannak, de szerintem még min. 1 hét, mire ideérnek.

Mellékesen, a HobbyKing-es csipogóról is leesett valami forrasztott alkatrészt, úgyhogy abból is új kellett, de itt csak 2 dollárról beszélünk kb. Mivel úgy is kellett egy akksit is rendelnem, ezt már simán hozzácsaptam.

Ugyanis az FPV monitorom táplálásához használt akksit sikerült úgy túlmerítenem, hogy az egyik cella teljesen nullázta magát. Buta fejjel azt gondoltam, hogy ha kikapcsolom a monitort, akkor nem fogyaszt. Hát nem így van. Talán azért mert nekem a monitorba egyből bele is van építve a vevő. Szóval tanulság, ha befejeztük a monitor (vagy bármi más LiPo akksiról táplált eszköz) használatát, azonnal le kell húzni róla az akksit, nehogy túlmerüljön.

Hogy állok most?

• FPV monitor akksi: új akksi már a házban
• Discovery csipogó: új csipogó felszerelve
• Elrepedt kar: megjött az új kar, ami méretre tökéletesen stimmel, de mások a kivágásai, így nyilván erősebb, de kb. 2 grammal nehezebb, mint az eredeti. Mondjuk nem ettől a 2 grammtól fog felborulni a gép. Jellemző persze, hogy az elvileg gyártói EMAX webshopon rendeltem, ahol a képen az eredetivel teljesen megegyező kar szerepelt, de amikor kibontottam a csomagot, akkor már más forma mosolygott rám. Mindegy, végül is felszereltem és szerintem jó lesz ez.

Alul az eredeti kar, felül az új kar. Szerencsére a méret és furatok egyeznek

• Meghibásodott motor: várom a szállítást. A Bangood.com most nem a megszokott China Posttal adta fel, hanem valamiért a Holland postával. Ennek a trackelése legendásan szar, szóval fogalmam sincs, mikor fog ideérni.
• +1, még a korábban leszakadt rögzítő-kamera tartó gumibakok is valahol úton vannak. Mondjuk ez aztán végkép ráér.

A nagy bosszúságra, hogy megnyugtassam magam, úgy döntöttem, hogy upgrade-elem az FPV szettet monitorról videó szemüvegre. De ez egy külön bejegyzést is megér.

Úgy tűnik, hogy most már Magyarországon is alakul egy olyan FPV mezőny, akik az RC Forumon verődtek össze és egyelőre még "amatőr" versenyeket, összejöveteleket szerveznek, de a képek alapján már egyre komolyabban tolják. Tök jó, hogy van ilyen, engem is motivál és remélem egy-két hónapon belül már én is velük repülök majd.

Addig is ajánlom figyelmetekbe:

A "profik" tanácsai alapján nekiálltam keményen gyakorolni a Rate Mode-ban történő repülést, úgy, hogy FPV-vel, azaz a kamera képe alapján repülök. Nem egyszerű a történet, de valóban kicsit egyszerűbb így a Rate mód gyakorlása, mint szem alapján történő repülésnél, mert sokkal jobban látszik, hogy milyen szögben és merre dől a gép, így könnyebb korrigálni is.

A magasságokat és távolságokat viszont szokni kell, mert a kamera is torzít a széles látószög miatt és a monitor is a 16:9-es képarány miatt. Persze kényelmesebb, hogy van némi perifériás látás is, de azért szokni kell.

Sajnos sok felvételt nem tudok közzétenni, mivel egy-egy zuhanás után viszonylag gyorsan leszakadt a GoPro a tartóállvánnyal együtt.

Amikor a zip-tie sem elég erős...

Mindezt annak ellenére, hogy a végén már mind a 4 gumibak-ot gyorskötözővel is rögzítettem. Most kifogytam a gumibakból, szóval egy darabig nem lesz belsőnézetes videofelvétel, ezért élvezzétek addig ezt:

A repülés egyébként egyre jobban megy. Az egyenes csapatást már egész merészen nyomom a földhöz közel. A fordulókban  még furcsa, hogy a perdülettől (??) a gép folyamatosan a kanyar külseje felé billen, amit keményen ellen kell kormányozni. Még nem tudom eldönteni, hogy ez valamilyen rossz PID beállítás miatt van, vagy ennek így kell lennie. Minden esetre kezdem ezt is megszokni, illetve azt, hogy a gázzal is játszani kell, hogy ne süllyedjen meg nagyon. A kezdeti pár zuhanás után rájöttem, hogy a fordulókat egyelőre magasabban kell gyakorolni, hogy legyen tartalék.

Ja? És már túl vagyok az első pár orsón és szaltón is, zuhanás nélkül! :)

Miután elkészült és felszállt a quadunk, a legnagyobb feladat, hogy a repülésvezérlőn megtegyük azokat az egyedi beállításokat, amelyek ahhoz kellenek, hogy a gépünk irányítása pontos, direkt legyen, pontosan kanyarodjon, ne legyenek kellemetlen rezgések, beremegések, stb.

Mivel nincs két teljesen egyforma gép, ezért ezekre a beállításokra nincs standard. Vannak beállítási sablonok, amelyek jó kiindulási pontként szolgálnak egy-egy adott gépre, de a végső finomhangolást minden gépre egyedileg kell elvégezni.

Ezeket a beállításokat a repülésvezérlő  adott mozgástengelyeire vonatkozó P, I és D paramétereinek változtatásával lehet megtenni. Itt szeretném előrebocsátani, hogy a PID beállítások területe még számomra is homályos annak ellenére, hogy igen sokat igyekeztem utánaolvasni. Talán ez az egész miniquad történet legkevésbé egzakt pontja és leginkább egy fajta misztikus kézrátételes variálásnak tűnik a külső személélő számára. A lentiekben igyekszem némi elméleti áttekintés adni az egyes paraméterek jelentéséről, valamint megosztani néhány gyakorlati tanácsot.

Akit mélyebben érdekel a dolog, azoknak figyelmébe ajánlom Oscar Liang blogjából ezt és ezt a bejegyzést.

A PID egy visszacsatolt szabályozókör-mechanizmus, amelyet a robotikában általánosságban használnak. A szabályozó-kör viselkedését pedig 3 paraméter segítségével tudjuk befolyásolni. Ezek pedig a Proportional (arányos) Integral (integrált) Derivative (dervált, származtatott). Ahogy írtam Quadcopter esetében ezeket a paramétereket mindegyik forgástengelyre (pitch, roll, yaw) egyenként be kell állítani. Beszélünk továbbá külső és belső hurokról (inner & outer loop). A külső hurok a stabilizált (attitude mode) repülésnél érvényesül, míg a belső a stabilizált és a manuális irányítás esetén egyaránt működik.

PID kontroll mechanizmus (forrás: blog.oscarliang.net)

Nagyon leegyszerűsítve, a rendszer működését, a lényeg, hogy a vezérlő a szenzorok segítségével érzékeli a gép aktuális helyzetét, illetve mozgását, majd ezt összehasonlítja az irányítótól érkező utasításokkal és az így meghatározott eltérést igyekszik korrigálni, a motorok forgási sebességének szabályozásával.

Fenti árbrán láthatjuk, hogy a külső körben (outer loop), amely a stabilizált repülési módra vonatkozik, a szenzorok által mért dőlésszöget hasonlítjuk össze a pilóta által a joystickon keresztül meghatározott szöggel. A kettő közötti eltérés a hiba, amit a PID vezérlő korrigál és meghatározza, hogy milyen forgási sebességgel mozduljon el a gép. Ezt az értéket - amely manuális repülési módban közvetlenül a pilóta által kerül meghatározásra, tehát abban az esetben nincs külső hurok - hasonlítja össze a gyroscope által mért aktuális forgás sebességgel és ezt a hibát a belső hurok PID vezérlőjét átfuttatva határozza meg a motorok számára adandó utasítást.

A PID vezérlő mechanizmuson belül, továbbra is nagyon egyszerűen, a P paraméter az aktuális eltérésre (hibára) vonatkozik, az I az elmúlt időszak hibáinak összegzése, míg a D valahol a jövőben várható hibák előrejelzésére szolgál.

PID tunningolás a gyakorlatban

A PID-ek beállításánál egyszerre mindig csak egy tengelyre vonatkozó értéket, tipikusan a Pitch, majd a Roll, majd a Yaw tengelyt variáljuk. A paraméterek közül a P a legmeghatározóbb, az adja meg a gép stabilitását, illetve, hogy milyen határozottan reagál a kormánymozdulatokra. Ezért a tuningolást mindig a P-vel kell kezdeni, akár úgy, hogy az I és D értékeket kezdetben kinullázzuk.

A P értéket alacsonyról indulva kell növelni, erre pedig a gép egyre határozottabban (gyorsabban, agresszívebben) reagál. Túl magas P-nél azonban a vezérlő elkezd "túllőni", ill. túlkorrigálni, amiből egy oszcilláló, rezgő mozgás keletkezik. Ha ezt tovább toljuk, akkor ez a rezgés egyre gyorsabb és a gép gyorsulva fellő az égbe. Azt a pontot kell keresgélni, amikor a még nem jelentkezik semmiféle rezgés, változó gázadás mellett sem.

Ha ez megvan, akkor jöhet az I finomhangolása. Itt is alacsony értékről indulunk, majd növeljük az értéket. Az I érték határozza meg, hogy egy mozgás után, vagy ha a szél meglöki a gépet, milyen gyorsan stabilizálja magát és tér vissza eredeti pozíciójába. Mivel az I érték visszamenőlegesen nézi a hibát, minél tovább áll fent az eltérés, annál erősebben igyekszik korrigálni. Ha az I túl alacsony, akkor a megbillentett gép imbolyog egy kicsit, mielőtt stabilizálná magát, ha viszont túl magas, akkor itt is előfordulhat oszcilláció, azonban jóval alacsonyabb frekvenciával, mint a magas P esetében. Szintén magas I értékre utal, ha határozott gázadásra a gép beremeg.

A D érték kevésbé jelentős, léteznek olyan vezérlők, ahol nem is lehet állítani, de a legtöbb esetben ha alapbeállításon hagyjuk, akkor is gond nélkül elrepülgetünk. A D érték a P és I vezérlőparaméterek beavatkozásának kisimításért felelős. Ha viszont a D túl magas, akkor a gép "kenődős" kezd lenni, lassabban reagál. A D érték beállítása azért is trükkös, mert visszahat a P és az I értékekre is, így elképzelhető, hogy a D változtatása után vissza kell nyúlni a P-hez és/vagy I-hez is.

A CC3D közösség által kidolgozott Optune PID hangolási módszerről, amelynek célja hogy ezt az egész folyamatot kezdők részére is emészthető formába öntse és amellyel jelenleg én is próbálkozom egy külön postban írok majd hamarosan.

Az első pár repülés (na és persze zuhanás) után látszott, hogy mik azok a komponensek, amelyeken valamit módosítani kell. Kihasználva, hogy amúgy is az új propeller-szállítmányra kell várnom, neki is láttam az első szerviznek.

Ha már kicsit szétszedtem a gépet, akkor hozzáfértem az ESC-khez is és frissítettem a firmwaret, ahogy arról már korábban írtam. A hardveres változtatások közül azon kívül, hogy meghúztam minden csavart még egyszer, kicseréltem pár gyengébb gyorskötözőt erősebbre, áthelyeztem és újra rögzítettem a megtalálást segítő csipogót, de a legnagyobb feladat a kamera átépítése volt.

Eredetileg a kamerát egy fém házban rendeltem. Ez viszont pont nem fért be a padlólemez és a tetőlemez közé. Szerencsére a Nighthawk váz eleje kinyúlik egy kicsit így az állványával együtt fel lehetett szerelni. Így még jónak is tűnt, hiszen viszonylag könnyen állítható a szöge.

Aztán a gyakorlatban hamar rájöttem, hogy ez így nagyon nem jó, mert orral becsapódásnál a kamera kapja a legnagyobbat. Ráadásul az állvány két csavarja sem nagyon tartotta meg a beállított szöget, szóval eldöntöttem, hogy beépítem a vázon belülre, a saját háza nélkül, ahogy azt a legtöbb helyen látni lehet. Viszont mivel itt a kamera lencsét magába a házba vágott menet tartja, ezért kellett egy 2 dolláros kiegészítőt rendelnem, amivel már magára az áramköri lapra is rá tudtam rögzíteni a lencsét. Ezen kívül még szükségem volt műanyag csavarokra és távtartókra, amelyek egy részről elnyelik a rezgéseket, más részről pedig nem elektromosan nem vezetők (ugye Carbon Fiber a vázam).

A kamera "belseje", balra fent az eredeti fém ház, jobbra a lencserögzítő foglalat

És itt már a lapka az új foglalattal és a lencsével

Korábban mindig jó tapasztalatom volt a Banggood.com-ról rendelt cuccokkal. Ha már volt náluk raktáron (és általában nagyon sok minden van), akkor pár nap alatt feladták és után kb. 7-10 nap alatt itt volt. Ráadásul a tracking is jól működött.

A feladással most sem volt gond, 1 nap alatt feladták a cuccokat és a tracking szerint 7.-én el is küldte a kínai posta. Máskor ezek után 2-3 nappal már itt van az országban. Most viszont lassan 10 nap után még se híre, se hamva.

Lehet, hogy most repülő helyett lóháton küldték????

A gond az, hogy mivel összetört az összes propellerem, ezért amíg nem ér ide a szállítmány, földre van kényszerítve a quadom. :(

A holt időben még két bejegyzéssel készülök. Hamarosan várhatóak... Stay tuned!

Az utóbbi időben rengeteg fejlesztés történt az ESC-k szoftverei területén. (akinek az ESC kifejezés nem mond semmit, előbb olvassa el ezt). Elterjedőben van a OneShot125 kommunikációs szabvány és lehetőség van az active braking alkalmazására is. (Ezekről talán majd egy külön posztban).

Hagyományosan a SimonK firmware volt a legkedveltebb a miniquadok estén, de az utóbbi egy évben a BLHeli beelőzni látszott, mivel előbb kezdte el támogatni a fent említett funkciókat. Mostanra azonban már a SimonK is felzárkózott, így most leginkább megint ízlés (és persze ESC) kérdése, hogy ki melyiket választja.

Én az Afor ESC 12A Ultra Lite V3 szabályozóimmal, amelyeken alapból is SimonK firmware volt, maradtam is ezen a platformon, habár maga a hardver képes a BLHeli fogadására is. Ki tudja, majd egyszer talán azt is kipróbálom.

Az ESC-ken általában vagy ATMega, vagy Silabs chipet helyeznek el. Ezek programozása hagyományosan egy kicsit körülményes volt, hiszen le kellett vágni a burkolatot és nehezen megközelíthető helyen kellett csatlakozni a lapkán lévő miniatűr csatlakozókhoz. Szerencsére az utóbbi időben ezeket a szabályozókat már egy bootloaderrel is ellátják, így lehetőség van az eszköz programozására a szervó csatlakozón keresztül, ami azért nagyságrendekkel felhasználóbarátabb megoldás.

Tipikusan a SimonK bootloaderrel ellátott chippek képesek SimonK és BLHeli firmwaret is fogadni, míg a BLHeli booatlodaer csak a BLHeli firmware-t támogatja.

A programozáshoz szükség van egy USB Linkerre, esetemben az Afro USB Programming Toolra (de egyébként lehetne Turnigy Linker, vagy bármi más, ami ugyanezen az alapon működik). Ezen kívül szükség van egy programozó interface-re, azaz egy alkalmazásra. BLHeli esetében ez a BLHeli Suite, de mivel én a SimonK mellett maradok, ezért erről többet itt most nem írok.

SimonK firmware frissítéshez hagyományosan a KK Multicopter Flashtoolt szokták használni, ami ugyan a KK vezérlőt flash-selésére lett kitalálva, de kiválóan boldogul az ESC-kkel is. Én találtam azonban egy számomra szimpatikusabb és egyszerűbb eszközt, amely flashselés közben a paraméterek változtatását is lehetővé teszi. Ez pedig a RapidFlash.

Sokszor felmerül, hogy mennyibe is kerül ez a miniquad őrület. Sok blog és útmutató olvasható, hogy MiniQuad 200 USD alatti áron és sokan próbálnak úgy belevágni Magyarországon is úgy, hogy 40-50ezer Forintot szánnak a dologra. Már korábban is szóltam a költségekről, de most, hogy már teljesen kész vagyok az építéssel, elég pontos adatokat tudok mondani.

Rögtön le kell szögeznem, hogy óriási különbség van aközött, ha valaki - hozzám hasonlóan - teljesen kezdőként, "nulláról" száll bele ebbe a hobbyba, vagy ha már egyébként modellezik és rendelkezik bizonyos "infrastruktúrával". A gép megépítése mellett jelentős költséget tesznek ki az olyan alapvető kiegészítők, mint a távirányító, a LiPo akksi töltő, illetve az olyan szükséges szerszámok, mint a forrasztópáka és a digitális multiméter.

Én az építés során a középutat választottam, azaz általában nem a legolcsóbb és nem is a legdrágább megoldást választottam, hanem olyat, ami elérhető áron van, de "jó híre" van a szakmában, van vele jelentős tapasztalat, illetve számos tanács és útmutató a neten. Fontos volt számomra az "upgradelhetőség" és a hosszú távú felhasználhatóság. Például, bár most csak 3S akksikkal repülők, egy kivételével minden komponens olyan, hogy lényegében átalakítás nélkül tudok 4S-re áttérni, ha már elég jó leszek hozzá. Lentiekben arra is próbálok becslést adni, hogy mennyiből lehet legolcsóbban kihozni egy adott tételt. Ilyenkor azonban figyelembe kell venni, hogy a legtöbb ilyen komponenst bármilyen későbbi változtatás, bővítés esetén cserélni kell és mehet a kukába.

Az én építésem teljes költsége részletesen lebontva

Miután kezdtem hozzászokni a repüléshez a géppel. Gondoltam belekóstolok, hogy milyen is az a Rate Mode. A Rate vagy Manual vagy Acro mód - attól függően milyen vezérlőt és terminológiát használunk - során kiiktatjuk a repülésvezérlő automata stabilizáló mechanizmusát, amely a gépet mindig megpróbálja szintbe visszaállítani.

Ilyenkor, amennyiben a vezérlőkart előrenyomjuk a gép előredől és mindaddig úgy is marad, amíg kézzel vissza nem állítjuk egyenesbe. A korlátok is másképp működnek, Rate módban ugyanis nem határozunk meg maximális dőlésszöget, csak maximális forgási rátát (innen a Rate mode kifejezés), fok/másodpercben. Ez azt jelenti, hogy ha egy irányba eltoljuk és ott tartjuk az irányító kart, akkor a gép addig forog az adott tengely körül, amíg a kar ki van mozdítva a középállásból.

A Rate módban a profik szerint sokkal pontosabban lehet repülni, hiszen a kézi irányításunk ellen nem küzd folyamatosan a repülésvezérlő kiegyensúlyozási mechanizmusa. Valamint ebben a módban, teljesen szabadon lehet akrobatikus manővereket végrehajtani, mint például szaltók, vagy orsók.

Jól hangzik, nem? De. Rate módban repülni azonban nagyságrendekkel nehezebbnek tűnik, mint Attitude (Self Level) módban. Hosszú távon azonban megéri.

A lényeg, én is tettem pár kísérletet, hogy begyakoroljam a dolgot. Később nálam profibbaktól megtudtam, hogy erre azért 2-4 hetet minimum kellene szánni, szóval nem megy egyik napról a másikra. A lenti videóban az első pár próbálkozásból vágtam össze pár percet. Látszik, hogy a vége felé javul a dolog, de még így is meglehetősen darabos a mozgás. Way to go... :(

További tanácsok, amiket a kedves kollégáktól kaptam az RC Modell Forumon:

1. Gyakorloj, mint állat!
2. Először szép lassan próbálkozz!
3. Ne félts a gépet!
4. Toljad FPV-be, ha lehet, állítólag könnyebb, mint szem alapján!
5. Ha para van, kapcsolj vissza Attitude-ba.

Na meglátjuk pár hét múlva.

Amikor a vizuális repülés kezdett már menni, akkor elkezdtem próbálgatni az FPV (first-person-view), azaz belső nézetes repülést, amikor a gépet a belső FPV kamera élő képének esetemben egy monitoron történő megjelenítése alapján vezetem.

Az FPV versenyzés eszenciája az ilyen fajta irányítás. Több előnye is van a sima vizuális (Line of sight, LOS) irányítással szemben.

• Ha a gép egy kicsit jobban eltávolodik, vagy berepülünk vele egy fa, vagy bokor mögé, akkor is kiválóan tudjuk vezetni
• Nincs orientációs probléma, azaz nem kell állandóan nagyon figyelni, hogy most merre is áll a gép eleje és ennek megfelelően irányítani a gépet, ami ilyen kis gépeknél a LOS repülés egyik legnagyobb kihívása, szerintem.

Elsőre tehát könnyűnek tűnik, de azér mégsem annyira egyszerű.

Először is, mivel nem akartam egyből több száz dollárt egy profi FPV szemüvegre beruházni, egyelőre egy 7"-os FPV monitorral próbálkozom. Ez jó is, de viszont benne van az emberben a reflex, hogy néha-néhe felnézzen a gépre. Na ez az amit nem szabad!!! Amíg ugyanis az égen szemünkkel megtaláljuk a gépet több másodperc is eltelhet és akkor még mindig nem vagyunk tisztában az orientációjával. Mire ezt kibogozzuk eltelik jópár másodperc, ezek a kis gépek pedig olyan gyorsan mozognak, hogy addigra már meg is van a baj. Első szabály tehát, hogy ha FPV, akkor csak FPV és le ne vegyük a szemünket a monitorról!

Erre az első pár próba után azt találtam ki, hogy háttal állok a gépnek, így jóval kisebb a kísértés, hogy felnézzek.

Ezzel együtt is, szokni a kell a dolgot. A magasságot például pár méter felett elég nehéz érzékelni. Aztán, mivel én esténként próbálkoztam, nyugatra fordulva sokszor elvakította a nap a kamera képét. Ráadásul a látószög sem olyan széles, mint a szemünknél megszoktuk. Először 3,6 mm-es lencsével próbálkoztam, de az nekem nagyon szűk volt (azt hiszem 90 fok körüli Field of View, FOV), majd 2,8 mm-esre cseréltem, ezzel már kicsit komfortosabb volt.

Az első próbálkozásoknál sokan ajánlják, hogy használjunk egy "spottert" aki szemmel kíséri a gépet és szól, ha úgy érzi nagyon elsodródott, illetve zuhanás esetén segít megtalálni. Én azt mondom, ez akkor jó, ha a spotter nem ijedős, mert bizony be tud paráztatni akkor is, ha egyébként nincs nagy gond. A gép főben keresésére pedig továbbra is a csipogó a legjobb.

Alább a videó az első pár próbálkozásról. A vége felé már volt pár jó pillanat is.