KK2.0 LCD

Версия 10:59, 5 февраля 2013

Следующая версия полётного контроллера в линейке КК. Имеет 3-осевой гироскоп и 3-акселерометр. А также LCD-экран и кнопки для удобной настройки, поэтому для работы с контроллером не потребуется компьютер.

Характеристики

• Размер платы: 50.5x50.5x12 мм
• Размер между крепёжными отверстиями 4.5 мм, диаметр 3 мм
• Вес: 21 г (включая пищалку)
• IC: Atmega324 PA на частоте 20 МГц (следовательно разрешение выходного сигнала больше, чем было на предыдущих версиях)
• Гироскопы: InvenSense Inc. слева IDG-650 справа ISZ-650
• Акселерометр: Anologue Devices Inc. ADXL335
• Автовыравнивание горизонта: Есть
• Стабилизация подвеса: Есть, по двум осям. (с прошивкой 1.5)
• Входное напряжение: 4.8-6В
• AVR интерфейс: 6 pin.
• Сигнал от приемника: 1520us (5 каналов)
• Сигнал ESC: 1520us

Особенности

• Арминг - газ вниз, руддер вправо, дизарминг - газ вниз, руддер влево. Справедливо, если газ выставлен в "НОЛЬ", проверяется в меню Receiver Test.
• Включение/отключение авто-выравнивание горизонта. Это можно сделать до полёта стиками управления элеронами, либо во время полёта, используя отдельный канал управления.
• Есть сигнализация о разряде АКБ.

Предустановки конфигурации аппарата

• Бикоптер
• Трикоптер

Квадракоптеры

• Квадракоптер +
• Квадракоптер X

Гексакоптеры

• Гексакоптер +
• Гексакоптер X
• Гексакоптер Y6
• Гексакоптер H6
• Гексакоптер V6

Октокоптеры

• Октокоптер +
• Октокоптер X
• Октокоптер X8 +
• Октокоптер X8 X
• Октокоптер H8
• Октокоптер V8

Аппараты других типов

• Возможность настраивать собственные миксы

Авто-выравнивание по горизонту

Прошивка с использованием закомментированного кода программы авто-выравнивания (использовать на свой страх и риск!) - для оценки угла наклона используется информация и с акселерометра, и с гироскопа. [1] По отзывам авто-выравнивание с такой прошивкой работает гораздо лучше. Но при превышении углов крена/тангажа примерно более 26° происходило "залипание" углов в памяти контроллера и если после этого включался авто-уровень то коптер начинал заваливаться на эти неверные углы. Лечилось это только переподключением питания.

Прошивка с улучшенным алгоритмом авто-выравнивания - самая лучшая по состоянию на декабрь 2012.

Видео с демонстрацией авто-выравнивания по горизонту со старой и улучшенной прошивкой.

Стабилизация подвеса камеры

Работает с прошивкой начиная с версии 1.5 и только при включенных моторах.

Сервомашинки подвеса подключаются к выходам #7 и #8 (Roll-крен и pitch-тангаж соответственно). Чтобы сервомашинки были обеспечены питанием, проще всего подать его с внешнего BEC (например одного из контроллеров моторов, либо с отдельного) на любой из выходов #2..#8.

Настройка

• Height Dampening: Обычно при кренах аппарат (вертолёт, коптер) не только смещается в горизонтальной плоскости но и неизбежно начинает терять высоту из-за изменившейся вертикальной тяги. Эта настройка может скомпенсировать изменение высоты. Кроме того, некоторыми пользователями было замечено, что увеличение значения Height Dampening помогает избавиться от слишком резкой реакции на работу стиком газа. [2]
• Minimum Throttle: Минимальный уровень газа, ниже которого будет сохранено вращение моторов при любых возможных действиях стиками пульта управления.

Настройка P-gain для Roll/Pitch

Цитата из теории по настройке ПИД Р - это величина корректирующей силы, приложенной для того, чтобы вернуть мультикоптер в его начальное положение. Эта величина пропорциональна совокупному отклонению от изначальной позиции минус любое командное воздействие на изменение направления с пульта управления. Более высокое значение Р создаст более мощное усилие по сопротивлению любой попытке изменить положение коптера. Однако если значение Р слишком велико, то при возврате в исходное положение возникает перерегулирование и, следовательно, требуется противоположная сила, чтобы компенсировать новое отклонение. Это порождает эффект раскачки до тех пор, пока наконец не будет достигнута стабильность или, в худшем случае, коптер может стать полностью неуправляемым. Увеличение значения Р: приводит к большей устойчивости /стабильности до тех пор, пока слишком большое значение Р не приведет к осцилляциям и потере контроля над коптером (потере управления). Вы заметите очень большую силу воздействия, противодействующую любому изменению положения коптера. Уменьшение значения Р: приведет к дрейфу в управлении. Если Р слишком мал, коптер становится очень нестабильным. Коптер будет меньше сопротивляться любым попыткам изменить его положение. Акро (полеты на пилотаж) полеты требуют чуть более высоких Р, аккуратные и плавные полеты – чуть более низкого Р

I – это период времени, в течение которого записываются и усредняются угловые отклонения. Величина силы, прикладываемой для возврата в исходное положение, увеличивается, если с течением времени угловое отклонение сохраняется, пока не будет достигнута максимальная величина усилия. Более высокое I способствует улучшению курсовой устойчивости. Увеличение значения I: улучшит способность удерживать начальное положение и уменьшит дрейф, но так же увеличит задержку возврата в начальное положение. Также уменьшает влияние Р. Уменьшение значения I: улучшит реакцию на изменения, но увеличит дрейф и уменьшит способность удерживать положение. Так же увеличивает влияние Р. Акро режим: требует немного меньших значений I Аккуратное плавное руление: требуются немного большие значения I

D – это скорость, с которой мультикоптер вернется в его начальное положение. Высокие D (т.к. D имеет отрицательное значение – это означает меньшее число, т.е. более близкое к нулю) означают, что мультикоптер вернется в первоначальное положение очень быстро. Увеличение значения D (помните, это значит МЕНЬШЕЕ число, т.к. значение отрицательное) увеличивает скорость, с которой все отклонения будут скомпенсированы. Это означает так же увеличение вероятности появления перерегулирования и осцилляций. Так же увеличивается эффект от изменения Р (влияние Р-компоненты) Уменьшение D: (помните, это значит БОЛЬШОЕ число, т.к. это отрицательно значение, т.е. дальше от нуля) уменьшает колебания при возврате в начальное положение. Возврат в начальное положение происходит медленнее. И так же уменьшает эффект от изменения Р. Акро режим: увеличьте D (помните – меньшее число, т.е. ближе к нулю) Аккуратные плавные полеты: уменьшите D (это означает большее число, т.е. дальше от нуля) конец цитаты.

Установите такие значения P для gain и limit:

Roll/Pitch P-gain: 30 (для маленьких коптеров ~25 см установите значение 20)

Roll/Pitch P-limit: 100

Roll/Pitch I-gain: 0

Roll/Pitch I-limit: 20

Yaw P-gain: 50

Yaw P-limit: 20

Yaw I-gain: 0

Yaw I-limit: 10

Далее, увеличивайте значение Roll/Pitch P-gain с шагом 10 (или 3..5 для маленьких коптеров), и каждый раз проверяйте реакцию коптера на ваши действия стиком крена/тангажа, а также на внешние воздействия. В процессе увеличения P-gain может происходить следующее:

• Коптер может начать раскачиваться (осциллировать). Обычно допустимо пара качаний при работе стиками, но если раскачиваний больше или они усиливаются, то значение gain слишком большое.
• Могут быть трудности при посадке: коптер сильно подпрыгивает при касании земли.
• При крене/тангаже коптер может сильно подлетать, резко набирать высоту.

Нужно подобрать такое максимальное значение P-gain, когда не наблюдается таких явлений.

Настройка I-gain для Roll/Pitch

Зависните коптером, затем сделайте резкий рывок вперёд и бросьте стик управления. Если коптер продолжает движение, надо увеличивать I-gain, пока коптер не начнёт быстро восстанавливать своё положение.

Как вариант, можно задать I-gain в размере 50-100% от значения P-gain для облегчения выполнения акробатических трюков.

Настройка Yaw P/I-gain

Увеличивайте значение Yaw P-gain с шагом 10 (или 3..5 для маленьких коптеров), и каждый раз проверяйте реакцию коптера на ваши действия стиком управления курсом (по рудеру) в пределах +/-90° от начального положения. В процессе увеличения Yaw P-gain коптер может вращаться или останавливаться быстрее чем нужно, или в процессе вращения он может неожиданно набирать высоту или опускаться. Нужно найти такое оптимально значение Yaw P-gain при котором вращение коптера стабильное, предсказуемое, и не происходит резкого изменения высоты полёта.

Как вариант, для Yaw P-gain можно взять значение Roll/Pitch P-gain.

Значение Yaw I-gain настраивается аналогично. Также вы можете попробовать в полёте покрутить коптер рукой вокруг вертикальной оси. Если он не возвращается, пробуйте уменьшать Yaw I-gain.

В общем случае рекомендуется не устанавливать слишком большие значения для P/I-gain, иначе могут возникать паразитные вибрации, осцилляции (раскачивания), или полная потеря конроля над коптером.

См. видео, как настраивать коптер в зависимости от его поведения

Ограничители limit

Параметры limit ограничивают мощность моторов, которая может быть использована для стабилизации gain-параметрами. Значение 100 соответствует 100% мощности. Параметры I-limit имеют большое значение в настройке коптера для полётов в ветер.

Очень важно правильно настроить limit для Yaw P/I. Если установить слишком большое значение limit для Yaw, то может так получиться, что будет задействовано слишком много мощности для стабилизации по вертикальной оси, то есть по рудеру, а для стабилизации по крену/тангажу (которая наиболее важна) мощности уже не хватит. Поэтому по умолчанию установлено 30% (P-limit=20 + I-limit=10) для Yaw, оставляя 70% на крен/тангаж.

Yaw P-limit можно увеличить для более резкого управления по рудеру, но нужно иметь ввиду, что у каждого аппарата есть физический предел маневрирования.

См. также

Теория настройки ПИД и руководство по конфигурированию мультикоптеров

Видео: KK2.0 квадрик + LEGO мотоцикл, в котором очень подробно показан процесс PI-настройки.

Как добиться стабильного висения?

1. Включить режим авто-выравнивания по горизонту в полёте и оттриммировать пультом, чтобы никуда не тянуло.
2. Взять из меню Receiver Test значения Roll/Pitch и внести их в меню "Self-level Setting" в соответствующие позиции АСС trim
3. В Receiver Test вернуть значения в 0.
4. Повторить, если ещё немного тянет.

Использование КК2.0 в самолётных режимах

В версиях прошивки выше 1.2 самолетные режимы отсутствуют. Для самолетов есть спец. прошивка.

Инструкция на русском

Для того чтобы плата правильно работала в самолётном режиме, нужно подключить контроллер мотора с BEC к порту М1, по тому что по умолчанию именно этот порт управляет мотором. Но от этого порта будет питаться только сама плата стабилизации и подключенный к ней приемник радиоуправления, который мы включаем в порты с AIL по AUX. А поключенные сервомашинки к портам с М2 по М8 запитываться не будут. Для того чтобы ваши сервомашинки зашевелились нужно к одному из этих свободных портов(например М8) подключить отдельный BEC или просто подать питание 5В на красный(+) провод.

Сигнализация о разряде АКБ

подпайка провода для сигнализации о разряде АКБ

Для использования этой функции нужно подпаять провод (не понятно почему китайцы сразу туда штырек не впаяли) от «+» АКБ, как на фото, и настроить в меню напряжение отсечки. «-» АКБ должен быть соединён с контактом «земля» выхода #1 платы.

В меню "Misc. Settings", "Alarm 1/10 volts" число 105 означает начало звуковой сигнализации при напряжении на АКБ 10.5 В, и далее по аналогии.

Видео

• Промо-видео из Хоббикинга (рус.)
• Демонстрация стабилизации и авто-выравнивания горизонта
• Установка и настройка контроля питания
• Калибровка регуляторов

Полезное

• Будьте внимательны! Неправильная нумерации каналов в меню "CPPM Settings". [3]
• Арминг отключается автоматически при простое 20 секунд, сделано для безопасности.
• Если по каким-то причинам не получается откалибровать регуляторы ESC, их можно откалибровать по отдельности подключая напрямую к приёмнику радиоаппаратуры управления.
• У платы есть выбор положения машинок, в которое они встают после потери сигнала передатчика. Так вот это положение не запоминается при отключении питания. Его нужно задавать каждый раз когда подключаешь плату. Если этого не сделать то при потере питания машинки уходят в крайнее положение. [4]

FAQ

В списке предустановок есть Singlecopter 1M 4S - это значит, что можно использовать этот вариант для вертолёта типа TRex 450?

Эта предустановка не подойдёт, но вы можете использовать микшер для настройки под вертолёт так, что KK2.0 будет работать как FBL-контроллер!

Доступно ли автовыравнивание по горизонту в самолётных режимах, или это работает только для котперов?

В принципе это должно работать и для самолётов, но пока нет никаких отзывов на этот счёт. Если вы уже пробовали, напишите здесь об этом.

Гироскоп может работать со скоростью 2000 °/с, почему не используется эта возможность?

440 °/с даёт большее разрешение. Но вы можете получить и 2000 °/с. Для этого вам нужно найти на плате три группы по три контакта, они расположены в одну линию под двумя чёрными чипам, если смотреть на плату сверху. Каждая группа отвечает за (слева направо) оси X, Y, Z. Разомкните цепь между центральным и одним из контактов и замкните противоположный контакт с центральным с помощью тонкой проволочки - вы получите 2000 °/с. Будьте внимательны: не замкните эти контакты с дорожками, проходящими между ними.

Сколько каналов нужно иметь на передатчике радиоаппаратуры, чтобы управлять коптером?

Минимально достаточно 4 канала, но если вы захотите воспользоваться функцией авто-выравнивания по горизонту, то вам придётся включать/выключать его между полётами по LCD-экрану. Поэтому будет здорово, если у вас в передатчике найдётся 5-й канал, чтобы вы могли включать/выключать авто-выравнивание во время полёта.

При выборе конфигурации «Трикоптер» в разделе Motor Layout показывается, что все моторы должны вращаться в одну сторону

Для трикоптера может быть использована любая комбинация направлений вращения пропеллеров. Но лучше, если один из пропеллеров будет вращаться в противоположную сторону относительно двух других.

Я нечаянно настроил контрастность экрана так, что теперь ничего не видно.

Выключите платку, и включите её снова. Далее, действуйте так:

нажмите кнопку 4

нажмите кнопку 3 четыре раза

нажмите кнопку 4

нажмите кнопку 3

нажмите кнопку 4

нажмите кнопку 1

нажмите кнопку 3 тридцать шесть раз

нажмите кнопку 4

Как работать с платой, если сломался LCD-экран?

Товарищ Steveis позаботился об этом: маленькая программа для настройки основных параметров. Работает с прошивками 1.2x.

При арминге начинает пищалка срабатывать, пикает с интервалом в 1 сек

Вольтаж буззера уменьшите до 0 - перестанет пищать.

Потерялась пищалка, чем заменить?

Нужна с генератором, на 5В. Например, 1205FXP.

Мнения

• У KK2.0 LCD аксели плывут по страшному. Если на квадрике просто висеть и летать плавно то горизонт держат просто супер, а стоит активно полетать с резкими маневрами как горизонт заваливается от нормального и на 30-40° что просто возмутительно, стоит немного повисеть он возвращается но уже не идеально. Без акселей летает гуд! Вообще для квадрика не самый лучший выбор, за такую цену можно собрать на прошивке мультивия, там все куда интереснее. Использование на самолете только без автовыравнивания. [5]
• У меня на второй или третий раз после отключения и включения передатчика плата переставала воспринимать сигнал с приёмника, писала, что нет, сигала и больше уже не включалась. Чтобы плата снова начала принимать и обрабатывать сигналы с приёмника, её необходимо было сбросить (то есть отключить и снова подать питание). После чего она опять начинала работать нормально. [6]

Где купить?

• Хоббикинг или Паркфлаер
• Защитный корпус для KK2.0 LCD

Прошивки

Внимание! После перепрошивки рекомендуется сделать reset (полный сброс) платы, после чего настроить всё заново.

• Прошивка 1.5 Изменения

Самое важное изменение: появилась поддержка стабилизации подвеса камеры в двух осях.

• Прошивка 1.4 Изменения

Вкратце суть самых значительных изменений:

• Добавлен программный низкочастотный фильтр (ФНЧ) на данные с акселерометра. Сделано в первую очередь для борьбы с вибрацией, во вторую - так как акселерометр показывает горизонт только в покое.
• Расширены углы отклонения от горизонта, при которых данные с акселерометра учитываются, до +/- 20°.
• Для оценки горизонтальности аппарата и принятия решения о использовании/не использовании данных с акселерометра используются углы, рассчитанные с данных акселерометра же, а не основной 3D вектор положения (который считается с гироскопов), как было раньше.

Дело в том, что углы, рассчитанные по гироскопам, дрейфуют. Акселерометр позволяет привязать два из трех к горизонту. Из-за вибраций и/или аэробатики углы этого 3D вектора вполне могли сильно уплыть - далеко за пределы работы акселерометра. Поэтому если после достаточно долгого полёта без автовыравнивания по горизонту - включить его, то возможен резкий крен (автовыравнивание по уплывшему горизонту) - и авария.

• Прошивка 1.3 Изменения
• Прошивка 1.2 Какие изменения по сравнению со "стоковой" первой прошивкой
• Инструкция по прошивке

См. также

• Руководство пользователя рус. англ.
• Тема Капитана Кука на RCGroups