Предыдущая схема стабилизации 2-х моторной модели Arlequin была выполнена на основе стабилизатора полета Eagle Tree Guardian. Этот стабилизатор хоть и хорошо зарекомендовал себя, но уже относительно старый (существует более 10 лет) и поэтому не очень хорошо взаимодействует с современной бортовой электроникой, например, работает только с PWM сигналами, не управляется через телеметрию и т.д.
Чем можно его заменить? Выбор пал на уже завоевавший популярность приемник с интегрированным стабилизатором - FrSky S8R. Я купил опытный образец и испытал его на пилотажной модели классической схемы.
Что удалось выяснить:
Преимущества:
- Относительная небольшая цена - $40-$50 (включает 8-канальный телеметрический приемник).
- Есть телеметрия, позволяющая настраивать стабилизатор, измерять RSSI и напряжение, поданное на приемник (4.0~10V).
- Есть возможность выдавать данные каналов в цифровом формате SBUS.
- Возможность проводить полную конфигурацию непосредственно с пульта управления (Taranis + Lua скрипты).
- Большое количество полетных режимов (3D пилотаж, горизонтальная стабилизация, вертикальная стабилизация, нож).
- Активная поддержка со стороны FrSky - новые прошивки, утилиты и т.д.
Недостатки:
- Минимально возможное количество параметров настройки.
- Сложный и не очевидный процессы начальной конфигурации и калибровки (лучше посмотреть видео на YouTube).
- Поддержка только 3-х основных типов моделей (стандартная, крыло, V-tail).
- Невозможность использования других режимов кроме 3D пилотажа и горизонтальной стабилизации для крыла и V-tail-а.
- Не всегда очевидная схема управления параметрами стабилизации. Невозможность менять крутилкой "общий" коэффициент стабилизации во всех режимах, кроме 3D пилотажа.
- Относительно большие габариты и вес (14 г).
В целом, новый стабилизатор показал себя очень неплохо, но он, естественно, не был сконструирован для управления 2-х моторным пилотажным крылом и, чтобы устанавить FrSky S8R на Арлекин необходимо было так же изготовить миксер-преобразователь сигналов.
Устройство миксера
В качестве миксера я опять использовал популярную и дешевую сборку Arduino Micro Pro. Схема миксера очень похожа на миксер PWM cигналов для Eagle Tree Guardian, но здесь есть существенные особенности:
- Входной сигнал на миксер подается одним проводом через SBUS. Так как плата Arduino имеет UART итерфейс, то используется инвертор логических уровней на NPN транзисторе - SBUS->TTL.
- Смешиваются не только THR и RUD но и AIL и ELEV - стабилизатор FrSky S8R настроен на использование "стандартного" типа модели. Соответственно, миксер имеет 4 PWM выхода (THR1, THR2, ELV1, ELV2).
- Для питания сервоприводов напряжением 6В используется расположенная на этой же на плате КРЕН5Б, что увеличивает быстродействие сервоприводов и позволяет использовать популярные квадрокоптерные ESC без BEC-ов.
- Приемник FrSky S8R питается непосредственно от напряжения батарейки, измеряет его и передает в качестве телеметрии, полетный вольтметр-баззер теперь не нужен.
- Миксер так же выдает логический сигнал "failsafe" - на плате Arduino есть контакт, к которому можно подключить пищалку для поиска модели (так как модель пилотажная, это свойство не используется, но для FPV моделей такая функция будет очень полезна).
Изготовление и программирование миксера.
Не буду подробно описывать изготовление и программирование миксера, т.к. по конструкции он похож на старый. Благодаря использованию цифрового сигнала SBUS программа получилась очень простой в ней даже нет прямых обращений к таймерам и обработчикам прерываний - ее можно загрузить .
Стартовая диагностика
Если миксер правильно спаян и запрограммирован - он сразу должен начать работать. При включении питания для само-диагностики используется светодиод:
- 1 мигание - подано напряжение на миксер.
- 3 мигания - SBUS сигнал нормально обрабатывается.
Калибровка миксера
Так как миксер выполняет нелинейные операции при смешивании сигналов управления, ему обязательно необходимо знать их параметры - минимумы и максимумы, запись этих параметров в энергонезависимую память платы Ардуино достигается выполнением операции калибровки. Делается она относительно просто:
- установить максимальные расходы на передатчике и отключить стабилизацию.
- нажать и удерживать кнопку миксера - светодиод должен погаснуть. Двигать стики THR, RUD, AIL, ELEV в минимальные и максимальные позиции (сделать каждым стиком "квадрат").
- отпустить кнопку миксера - если калибровка выполнена правильно, то светодиод миксера должен моргнуть три раза. Если какой-то канал не был задействован - светодиод моргать не будет и новые калибровочные данные не будут записаны.
Подбор параметров стабилизации FrSky S8R
Не буду здесь останавливаться на вопросах настройки летных параметров стабилизатора FrSky S8R - об этом в Интернете можно найти большое количество статей и большое количество видео на Youtube. Если у вас есть популярный пульт Taranis 9+, то настройка параметров может выполняться Lua скриптами непосредственно из меню пульта. Единственное, что нужно отметить - при конфигурации стабилизатора надо выбирать не "крыло", а "классическую схему" т.к. миксер сам замешивает сигналы.
Тестирование летных режимов.
Облет нового стабилизатора на Арлекине показал, что, в целом он работает не хуже чем стабилизатор Guardian. Почти все возможные пилотажные режимы могут быть использованы:
- 3d пилотаж - динамика очень похожа на использование стабилизатора Orange, но стабилизации более прецизионная. Возможность изменять коэффициент общей стабилизации крутилкой на пульте.
- Режим "горизонтального полета" - достаточно прецизионный, но без возможности изменять коэффициент общей стабилизации крутилкой на пульте.
- Режим "вертикального зависания" - модель практически превращается в 2-коптер с горизонтальной стабилизацией, что дает возможность делать вертикальный взлет и посадку.
- Режим "ножа" - не подходит для этой модели, т.к. рассчитан на угол атаки около 45 градусов. Для Арлекина нормальный угол атаки при боковом полете - 10-20 градусов.
Выводы
В целом, получилась весьма достойная замена стареющему Guardian. Стабилизация в 3D режиме стала более естественной, появился дополнительный полезный режим вертикального зависания - взлет модели получается очень эффектным и, практически, без контроля пилота. В помещении вертикальная посадка так же не составляет больших проблем, на улице с посадкой сложнее - модель достаточно легкая и любой порыв ветра и неровность площадки могут ее опрокинуть, так что здесь надо потренироваться.
