Seriously Pro Racing F3

Версия 01:05, 14 июля 2017

Описание

Seriously Pro Racing F3 (другие названия: SP Racing F3, SPRacingF3) - полётный контроллер на процессоре STM32F303, предназначенный для установки, главным образом, на FPV-миникоптеры. Разработан одним из создателей CleanFlight, Dominic Clifton, на замену старых полётных контроллеров на процессоре STM32F1.

Доступны две версии: Acro и Deluxe

• Acro 6DOF: стандартная модель для гонок и фристайла.
• Deluxe 10DOF: стандартная + дополнительные датчики для удержания высоты (барометр MS5611) и направления (компас HMC5883).

Характеристики

• Размер платы: 35x35мм, толщина 5мм
• Расстояния между отверстиями: 30,5мм
• Вес: 5 г
• Процессор STM32F303 с flash-памятью 256КБ.
• Может выпускаться (оригинал и клоны) с разными датчиками гироскоп+акселерометр: MPU-6050 (в оригинальном SPRacingF3, поддерживает только I2C), MPU-6000 (поддерживает I2C и SPI), BMI160 от Bosh, MPU9250.
• Барометр: MS5611 (версия Deluxe 10DOF)
• Компас: HMC5883 (версия Deluxe 10DOF)
• MicroUSB

Особенности

• Богатые возможности ввода/вывода сигналов. Можно использовать все возможности одновременно, например: OSD + SmartPort + SBus + GPS + светодиодные ленты + мониторинг батареи + сонар + 8 моторов.
• Выделенный выход для программируемых светодиодов.
• Выделенный порт I2C для подключения OLED-дисплея
• Может принимать управляющие сигналы с приёмников SBus, SumH, SumD, Spektrum1024 / Spektrum2048, XBUS, PPM, PWM.
• Поддержка сонара для точного вертикального позиционирования на малых высотах.
• Возможность подключения зуммера («пищалки») для звуковых уведомлений
• Возможность мониторинга батареи
• Полная поддержка Oneshot125
• SPRacingF3 построен на процессоре ARM Cortex-M4 72МГц CPU с математическим сопроцессором (FPU) для эффективных вычислений в полете. Этот процессор работает примерно в 2 раза быстрее, чем STM32F1 предыдущего поколения.
• SPRacingF3 работает с открытым исходным кодом Cleanflight.

Комплектация SP Racing F3

• Плата SP Racing F3
• Кабели
  • 2 шт. 8-pin JST-SH, для подключения к портам IO_1 и IO_2.
  • 2 шт. 4-pin JST-SH, для подключения к портам UART1 / UART2 / SWD / I2C1

Настройка SP Racing F3

Проверка работоспособности

Вид CleanFlight Configurator после установления соединения с платой SP Racing F3

Показания датчиков на графиках во вкладке "Sensors"

Проверка работоспособности полётного контроллера Seriously Pro Racing F3.

• Плата SP Racing F3 должна быть отключена от компьютера.
• От платы должны быть отсоединены все разъёмы и отпаяны все провода.

1. Установить на компьютер свежие драйвера для встроенного в плату адаптера Silicon Labs CP2102 USB -> UART
2. Установить в браузер Chrome и запустить программное обеспечение для настройки CleanFlight Configurator.
3. Подключить плату SP Racing F3 к компьютеру через USB-кабель.
4. В CleanFlight выбрать соответствующий подключению COM-порт, если он не был выбран автоматически.
5. Нажать кнопку "Connect" и убедиться, что соединение установлено (см. вид экрана справа).
6. Перейдите во вкладку "Sensors", перемещайте/вращайте плату SP Racing F3 и смотрите на показания датчиков на графиках (см. вид экрана справа), чтобы убедиться, что все они работают правильно.
7. Разорвите соединение кнопкой "Disconnect".

Проверка завершена.

Обновление прошивки

Обновление прошивки

Рекомендуется установить на плату SP Racing F3 самую свежую прошивку перед тем, как настраивать и готовить коптер к полёту, чтобы иметь в распоряжении все актуальные возможности полётного контроллера с максимальным количеством исправленных ошибок.

1. В CleanFlight Configurator перейти на вкладку Firmware Flasher.
2. В выпадающем списке выбрать самую свежую и стабильную (stable) прошивку SPRacingF3.
3. Отметить галочку "Manual Baud Rate" и выбрать скорость 256000.
4. Нажать кнопку "Load Firmware [Online]" и дождаться загрузки прошивки (необходимо соединение с интернетом).
5. Нажать кнопку "Flash Firmware".

Настройка

После обновления прошивки до первого полёта необходимо выполнить ряд шагов по настройке.

• Выбрать расположение платы (отклонение от «нормального», совпадающего с меткой направления «вперёд» на верхней стороне платы.
• Откалибровать датчики
• Настроить порты последовательной передачи данных.
• При нестандартной конфигурации рамы коптера выбрать соответствующий микшер моторов (по умолчанию выбран Quad X).
• Настроить приём управляющих сигналов с приёмника, проверить/настроить соответствие каналов управления, средние и крайние (1000-2000) точки значений управляющих сигналов.
• Настроить мониторинг напряжения батареи.
• Настроить выходы управляющих сигналов на регуляторы моторов или на сервомашинки.
• Проверить калибровку регуляторов и при необходимости перекалибровать.
• Настроить выбор режимов полёта на переключатели пульта управления.
• Настроить арминг/дизарминг.
• Проверить настройку FailSafe.
• Сделать резервную копию настроек (Backup).

Назначение разъёмов и компонентов

Верхняя сторона платы

1. Порт SWD/Debug

2. Порт UART2

3. Разъём Micro USB

4. Выводы порта UART3

5. Выводы порта UART1

6. Порт IO_1

7. Порт IO_2

8. Вход VBAT для мониторинга напряжения батареи

9. Выход BUZZER на зуммер (пищалку)

10. OUTPUTS - выходы сигналов управленияна регуляторы/сервомашинки

11. Контакты BOOT - для запуска загрузчика процессора.

A. Индикатор питания (светодиод)

B. Индикатор состояния (светодиод)

C. Метка для правильного расположения платы (направление «вперёд»).

D. Датчики: акселерометр и гироскоп.

E. Магнитометр (датчик компаса, только в версии Deluxe).

F. Flash-память 8Мб

G. Процессор STM32F303

H. Монтажное отверстие M3

Порт SWD/Debug

• Предназначен для отладки в процессе разработки или для прошивки через SWD. Используйте отладчики ST-Link + OpenOCD или J-Link
• Не может быть использован одновременно с включенным UART2.

Порт UART1

• Предназначен для последовательного обмена данными с устройствами с питанием 5В (OSD и другие).
• Не должен использоваться при подключении кабеля к USB-разъёму.

Порт UART2

• Предназначен для последовательного обмена данными с устройствами с питанием 5В (GPS и другие).
• Не должен использоваться при задействованном порте SWD.

Порт UART3

• Предназначен для последовательного обмена данными с устройствами с питанием 3.3В (приёмники с последовательной передачей каналов и другие).
• Не должен использоваться при задействованном PWM RX.
• Не должен использоваться одновременно с использованием каналов CH3/4 порта IO_2.

Порт IO_1

• Предназначен для подключения приёмников PWM/PPM, GPIO и светодиодной подсветки.
• При использовании PWM-приёмника следует подключить его каналы CH1/CH2/CH5/CH6 к контактам 3/4/5/6.
• При использовании PPM-приёмника следует подключить его сигнал к контакту 3 (CH1).
• Если не используется PWM- или PPM-приёмник, то контакты CH1/2/5/6 могут быть использованы для других целей.
• Возможно гибкое управление светодиодной подсветкой через контроллер WS2812: предупреждение о разряде батарей, навигационные огни, индикация полётных режимов и состояния, срабатывание Fail Safe и т.п.
• 3.3v - выход для питания внешних устройств.

Порт IO_2

• Предназначен для подключения приёмников PWM или с последовательной передачей каналов, GPIO, UART3.
• При использовании PWM-приёмника следует подключить его каналы CH1/CH2/CH5/CH6 к контактам 3/4/5/6.
• При использовании приёмника с последовательной передачей каналов (Serial RX: S.Bus, SUMD/H и т.п.) следует подключать к сигналам GND/VCC/CH3 (UART3 RX).
• Входы CH7/8 могут быть использованы для подключения 3.3-вольтового сонара, если используется не PWM-приёмник.
• Входы ADC_1/2 могут быть использованы для подключения датчика тока и сигналов RSSI. (Уровень сигналов максимум 3.3В).

Вход VBAT

• Предназначен для подключения силовой батареи борта с целью мониторинга её напряжения и предупреждения о разряде.
• Очень важно правильно подключить батарею: проверьте полярность перед подключением!

Выход BUZZER

• Предназначен для подключения пищалки (зуммера) для сигнализации о событиях или для предупреждений.
• Пищалка также может быть использована для поиска упавшего коптера по звуку.
• Рекомендуется использовать не слишком мощные (с током потребления ~50мА и напряжение питания 5В) с внутренним генератором (пищит при подаче постоянного напряжения).

Выходы OUTPUTS

• К выходам можно подключить до 8 регуляторов моторов или сервомашинок.
• Поддерживаются регуляторы: PWM (по умолчанию 400Гц), OneShot125
• Поддерживаются сервомашинки PWM (по умолчанию 50Гц).
• Внимание! Сначала следует настроить выходы под конкретные регуляторы или сервомашинки, и только потом подавать питание на них.

Контакты BOOT

• Предназначены для восстановления прошивки (запуска внутреннего загрузчика процессора).
• Контакты разомкнуты - обычная загрузка: работает программа прошивки.
• Контакты замкнуты - запуск загрузчика процессора для прошивки.

Нижняя сторона платы

1. Разъём UART1

2. Разъём I2C1

3. Площадка для подпайки ADC (ток, RSSI)

4. Площадка для подпайки PPM и GPIO

5. Площадка для подпайки SONAR

6. Площадка для подпайки LED_STRIP & 3.3В

А. Барометр (датчик давления, только в версии Deluxe)

Порт I2C1

• Предназначен для подключения внешних датчиков и/или ЖК-экрана.
• Сигналы SCL и SDA должны быть 3.3В.
• Внимание! Для согласования уровней сигналов потребуются конвертеры 5В-3.3В, если датчики рассчитаны на сигналы с уровнем 5В.
• Выход питания 5В постоянно обеспечивается встроенным стабилизатором напряжения, даже при подключении только USB-кабеля.

Площадки для подпаивания сигнальных проводов

• Предназначены для подключения внешних устройств подпаиванием как альтернатива подключению через разъём JST-SH (т.е. это дублирование портов IO_1 и IO_2).

FAQ

Зуммер постоянно пищит, на переключение режима никак не реагирует

• Проверьте, поступают ли на плату сигналы с приёмника.
• Проверьте, правильно ли настроен мониторинг и сигнализация напряжения батареи.
• Вероятно, это клон, причина в некачественном копировании разводки платы и транзистор на выходе постоянно открыт. Попробуйте подпаяться с обратной стороны.

Питание есть, но плата признаков жизни не подаёт

На плате отмечена диодная сборка, при выходе из строя которой плата не запускается

Могла выйти диодная сборка (диод шотки BAT54C), см. фото справа. Если на 5 ногу стабилизатора (LE33) не приходит 5В с 5-вольтовой линейки из разъёмов для регулей, то стабилизатор не подает 3.3 вольта, процессор не работает. Заменить можно двумя диодами.

Проверить можно измерив напряжение на диоде, на одной из ног (где две ноги с одной стороны) должно 5В поступать при включении платы.

Если в полёте газ в ноль, а потом газануть слегка или сильно (без разницы), то коптер переворачивается

Так может быть, если от платы к регулям сигнальные провода идут без «земляных». Обязательно должны быть подключены сигнальные провода и по «земле» тоже.

Можно ли на sp racing f3 поставить прошивку LibrePilot

теперь можно! https://librepilot.atlassian.net/wiki/display/LPDOC/F3+board+bootloader

Проблемы с компасом

Если компас особо не нужен (например, на гоночном FPV-миникоптере), то его обязательно отключать, так как из-за того, что он распаян на плате, он ведет себя неадекватно.

В прошивках: CleanFlight и BetaFlight

set mag_hardware = none

Ссылки

• Инструкция к Seriously Pro Racing F3 на английском.
• Купить SP Racing F3.

См. также

• CleanFlight - стандартная прошивка для Seriously Pro Racing F3.