Výběr FC (řídící jednotky)

Výběr flight controlleru

Základní stavební jednotkou každého dronu je flight controller. Tento programovatelný mikropočítač se stará o přijímání, vyhodnocování dat a ovládání všech elektronických komponentů obsažených na dronu. Jeho hlavním úkolem je řízení rychlosti jednotlivých motorů pomocí ESC na základě informací z RC přijímače, gyroskopů, akcelerometrů a telemetrického signálu z ESC, tak aby dron byl ovladatelný a správně reagoval na pokyny pilota. Může také obsahovat další senzory jako barometr pro měření výšky nebo magnetometr pro kompas.

Firmware

První, na co bychom se měli zaměřit při výběru FC, je vybrání firmwaru, který budeme chtít použít. Tento krok je pro nás důležitý aby jsme vybrali FC kompatibilní s námi zvoleným firmwarem.

Většina spotřebitelských FC disponuje USB portem, díky kterému do něj můžeme nahrát firmware. Firmwarů pro řízení dronů je celá řada a každý se zaměřuje na něco jiného. Většině začínajících pilotů doporučuji zvolit jeden z firmwarů zmíněných níže, kvůli jejich spolehlivosti a velké komunitě uživatelů i velkému množství podporovaných ESC.

Betaflight

Betaflight je nejrozšířenějším a nejvhodnějším firmwarem pro začátečníky. Je zaměřený především na freestylové a závodní létání. Tento firmware nabídne skvěle zpracování základních funkcí pro běžné FPV létání a jednoduché UI. Jeho velkou výhodou je také obsáhlá přehledná dokumentace.

iNav

iNav je vhodný firmware pro náročnější uživatele, ale zároveň zachovává uživatelsky přívětivé UI. Tento firmware nabídne funkce jako automatizované létání podle GPS, automatické držení na místě nebo pokročilé ovládání servomotorů. Tento firmware je vhodný především pro pokročilejší cinematické nebo long range drony.

Ardupilot

Ardupilot je nejpokročilejším firmwarem. Tento firmware je zaměřený na zkušené uživatele, kteří chtějí více funkcí jako například autonomní mise s použitím Ground Control Station nebo použití pokročilejšího příslušenství jako LIDAR, sonar nebo gimbal s kamerou. Není však optimalizovaný pro použití na závodních a freestylových dronech.

Velikost

Dalším parametrem při výběru FC je velikost desky, kterou volíme na základě námi vybraného rámu a jeho rozměrů montážních děr pro stack (více jednotlivých desek nad sebou) nebo podle velikostí ostatních komponentů, které chceme do stacku nad sebe umístit. U FC nalezneme 3 základní rozměry.

Standardní 30x30 mm

Standardní 30x30 mm je nejběžnější pro použití v 5 a více palcových dronech. Díky jeho větší velikosti disponuje velkými pájecími ploškami pro pohodlnější napájení jednotlivých periferií a lepším odvodem tepla.

Mini 20x20 mm

Mini 20x20 mm je menší, ale stále si zachovává samostatné ESC, které může disponovat vysokým výkonem. Jeho použití nalezneme v závodních dronech, menších 2”- 4” nebo tam, kde je potřeba ušetřit místo a váhu.

Whoop 25x25 mm

Whoop 25x25 mm je díky možnosti provedení desky ve stylu All-in-one (AIO), kdy se FC nachází na společné desce s ECS ale někdy také s RC nebo VTX, je variantou, která zabírá nejméně místa a má nejmenší váhu. Jejich nevýhodou jsou malé pájecí plošky, které vyžadují větší zkušenost s pájením, ale také menší výkon oproti samostatným deskám. Pozor si také musíme dát u některých desek na nemožnost připojení externího VTX nebo RC. U některých AIO tohoto typu se setkáme s otočením desky o 45°.

Vstupní napětí

Podle námi zvoleného počtu článků baterie bychom měli také vybrat FC, který toho napětí podporuje. Hodnota napětí pro FC je opět odvozena podle LiPo baterií a udává se stejně jako baterie většinou v rozpětí 1S - 8S. U většiny FC nenajdeme konkrétní hodnotu, ale rozpětí hodnot. (Například, pokud zde nalezneme označení 2 - 3S, znamená to, že si tento FC poradí s 2S i 3S bateriemi.) Větší rozpětí nám také pomůže k univerzálnosti použití FC v různých aplikacích, ale také nám umožní na stejném dronu použít baterie s menším počtem článků za cenu nižšího výkonu.

Procesor

Je největší černý čip většinou na vrchní straně FC. Nejčastěji jsou zde používané procesory STM32. Těchto procesorů je celá řada, ale v současné době se setkáme nejvíc s procesory F4, F7, H7.

F4

F4 je nejméně výkonný z těchto procesorů a nalezneme ho na levnějších FC. Nejčastěji se vyskytuje ve dvou variantách F405 a F411. F405 je větší a více výkonná varianta a nalezneme ji na větších 30x30 FC. F411 je menší, dostupnější a používá se nejčastěji na malých cenově dostupných AIO deskách.

F7

F7 je výkonnější a zvládne lépe i složitější operace. Hodí se především pro drony, kde chceme používat více komponent jako GPS, magnetometr nebo barometr. Výkonnější procesor také umožňuje použití rychlejšího PID loopu, což může vylepšit stabilitu a zmenšit odezvu. Nejčastěji se setkáme s variantami F722, F745 a F765. Nejpoužívanější F722 je nejmenší, nejlevnější variantou, ale stále dostatečně výkonnou pro všechny moderní funkce. F745 nabídne větší výkon a paměť, ale kvůli větší velikosti se s ním nesetkáme tak často. F765 je nejvýkonnější a zároveň nejdražší z těchto procesorů, avšak kvůli jeho velikosti jeho uplatnění najdeme spíše na deskách s nestandardními rozměry.

H7

H7 je nejvýkonnějším procesorem používaným na FC. Jeho využití nalezneme při používání pokročilejších funkcí s firmwarem Ardupilot, extrémních závodních dronech nebo velkých cinelifterech. Běžné freestylové drony jeho výkonu kvůli limitaci firmwaru většinou nevyužijí a letové vlastnosti nám nijak nevylepší. Důvodem jeho použití mohou být osazení na highend FC, které často disponují funkcemi jako Wi-Fi a Bluetooth pro bezdrátovou konfiguraci, dvojitý gyroskop pro menší rušení signálu nebo více výstupů pro motory.

AT32

Nově se setkáme také s AT32 processory, které by měly nabídnou stejné funkce jako STM32 procesory za menší cenu. Flight kontrolerů s těmito procesory zatím moc na trhu není, ale předpokládá se, že je brzy uvidíme v různých variantách na cenově dostupných FC. Jejich nevýhodou je možnost použití s Betaflight až od verze 4.5, která je poměrně nová.

Více o AT32 si můžete přečíst na webu OscarLiang.

Blackbox

Blackbox (černá skříňka) je paměť na FC, která slouží pro uchování veškerých letových dat. Tato data se nám hodí při tzv. troubleshootingu, kdy hledáme příčiny problémů, nebo při ladění letových vlastností dronu (PID tuning a filtering). Čím větší paměť pro blackbox bude, tím budeme moci zaznamenat delší úsek letu, což nám může usnadnit práci. Většině pilotů ovšem stačí několik megabitů této paměti.

UARTy

UARTy jsou konektory, většinou v podobě pájecí plošky, které umožňují připojení jednotlivých periferií k FC. Každý UART se skládá ze dvou pinů jednoto pro vysílání (TX) a druhého pro přijímání (RX). Důležité je vybrat takový FC, který bude mít dostatek UARTů pro připojení všech komponent a ideálně i nějaké navíc, kdybychom chtěli do budoucna přidat další.

Pokud na dronu plánujete použít Frsky přijímač, pak potřebujete desku, která disponuje možností invertování UARTů. Těmito UARTy disponují většinou desky s procesory F7 a H7 nebo desky, které mají porty označené jako SBUS.

OSD (on screen display)

OSD nám slouží pro zobrazení potřebných informací v brýlích. U analogového přenosu musíme mít na FC samostatný čip (většinou AT7456E). U digitálního přenosu nám pro zobrazení OSD stačí připojení pomocí UARTu.

Gyro

Ve většině případů model gyroskopu při výběru FC nehraje roli. Na většině moderních desek nalezneme spolehlivé gyroskopy a mezi jednotlivými modely jsou jen velmi malé rozdíly. Znát model gyroskopu se nám může hodit při pokročilém ladění nebo při řešení problémů. V některých verzích firmwaru se totiž mohou vyskytnout problémy s některými modely gyroskopů. Tato znalost nám pak usnadní vyhledat, jestli nejsou problémy právě s naším modelem v námi používané verzi.

Další funkce desky

Některé desky disponují dalšími funkcemi, jako mohou být barometr pro měření výšky, porty pro adresovatelné LED, nebo například wifi a bluetooth. Těchto přídavných funkcí je celá řada, a z tohoto důvodu je není možné zde všechny zahrnout. Při výběru FC doporučuji využití těchto funkcí zvážit.