Come scegliere una Flight Controller (FC): le cose più importanti da conoscere

Come scegliere una Flight Controller (FC): le cose più importanti da conoscere

Una Flight Controller (controllore di volo) nota anche come FC é il cuore del drone, fondamentale perchè serve a  ricevere dal pilota i comandi che grazie a dei sensori incorporati ci permette di riuscire ad alzare il mezzo in aria ed a comandare i nostri motori e non solo.

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Una Flight Controller (controllore di volo) nota anche come FC é il cuore del drone ed é fondamentale. Serve a ricevere i comandi dal pilota, che grazie a dei sensori incorporati ci permette di riuscire ad alzare il mezzo in aria ed a comandare i nostri motori e non solo.

Comprendono un microprocessore principale indispensabile per capire la capacità e la funzionalità della stessa FC. I più comuni modelli di microprocessore utilizzati sono i chip STM32 F1, F3, F4 e F7. Essenzialmente, maggiore è il numero dopo la “F”, più veloce sarà il microprocessore.

FC Processor

Personalmente consiglio di soffermarti sulla F3 F4, F7 la F1 sarà uscita già fuori dalmercato perchè troppo lenta per eseguire gli ultimi firmware di FC.

PROCESSORI DISPONIBILI

F1F2F3F4
72MHz72MHz168MHz216 Mhz
2 UART3-5 UART3-6 UART7+ UART

UART (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter)  è la porta seriale hardware che consente di collegare dispositivi esterni al controllore di volo, ad esempio ricevitori radio, telemetria, trasponder di gara, VTX.

Ogni UART ha due pin, TX per la trasmissione di dati e RX per la ricezione.

Il numero di UART su una FC dipende dal design della scheda e dal processore utilizzato.

CARATTERISTICHE CHE PUOI TROVARE IN UNA FC

Giroscopio (IMU)

Rileva la velocità angolare o la velocità con cui un quadricottero ruota nell’asse di rollio, beccheggio e imbardata. Questo è l’unico sensore necessario per far volare il quadricottero in modalità acro. Attualmente l’IMU più utilizzato è l’ MPU6000 in quanto supporta frequenze di campionamento fino a 8 KHz e si è dimostrato uno dei migliori IMU contro il rumore. Alcune FC richiedono generalmente l’aggiunta di condensatori di montaggio per ridurre la quantità di rumore che arriva al Gryo.

SPI e i2c

Sono i tipi di “BUS”, o protocollo di comunicazione tra il sensore IMU e il processore. Può avere un impatto significativo sull’efficacia della frequenza di campionamento e quindi sul tempo di ciclo massimo del controllore di volo. Il BUS preferito è  SPI , che consente di eseguire Gyro ad una frequenza di aggiornamento molto più alta rispetto a I2C  che ha un limite di 4KHz.

Accellerometro

Rileva l’accelerazione di un quadricoptero nell’asse di rollio, beccheggio o imbardata. E’ usato per pilotare un quadricottero in modalità orizzonte / autolivellato, modalità di volo con cui la maggior parte dei principianti inizia.

GPS e Barometro

Non mi soffermerò molto su queste caratteristiche perchè non indispensabili per l’FPV Drone Racing. Un’antenna GPS consente a un quadricottero di identificare la sua posizione, ciò fornisce al quadricottero la possibilità di tornare autonomamente a un “punto base” se impostato. I dati GPS possono anche essere visualizzati su un display su schermo (OSD). Un barometro fornisce dati sull’altitudine alla FC, permettendo al veicolo di mantenere un’altezza costante durante il volo.

Sensore di corrente

Un sensore di corrente consente al controllore di volo di calcolare e visualizzare l’assorbimento di corrente istantaneo e il consumo della batteria su un OSD.

 OSD (On screen display)

L’integrazione di un OSD consente ai dati di telemetria e al nome del pilota di essere visualizzati sullo schermo LCD del pilota. Un OSD integrato nell’ FC consente inoltre di controllare i PID, le velocità o anche il cambio canale VTX (se si utilizza un VTX compatibile con smartaudio)

Integrazione del trasmettitore video (VTX)

Alcuni controllori di volo all-in-one hanno un trasmettitore video integrato. L’unico vantaggio di un VTX integrato è il risparmio di peso e l’ingombro ridotto in una costruzione

PDB (Integrazione Power Distribution Board)

L’aggiunta di un PDB in un controllore di volo consente al cavo batteria e agli ESC di essere collegati direttamente su una FC anziché collegare tutti i cavi di alimentazione a un PDB separata e i cavi di segnale alla FC.

BEC 

Molti controllori di volo sono ora in grado di essere alimentati direttamente da una batteria utilizzando un regolatore di tensione integrato. L’aggiunta di regolatori in una FC consente di integrare nella scheda, sorgenti di alimentazione a 3,3 V, 5 V e / o 12 V. La regolazione della tensione è nota come BEC.

Registrazione dati black-box.

Black-box consente di registrare i dati di volo su una scheda SD (se uno slot SD è stato integrato nella scheda FC). Una black-box è utile quando si sintonizza un quadricottero in quanto è facilmente osservabile la frequenza e l’entità delle oscillazioni / vibrazioni.

Integrazione ESC 

Alcuni controllori di volo all-in-one hanno tutti e quattro gli ESC integrati nel circuito stampato. Questo riduce il peso del quadricottero, aumenta la complessità e migliora la pulizia di un quadricottero. (Consulta il nostro articolo sugli ESC per maggiori dettagli).

Boot

Serve a mettere l’FC in modalità Bootloader permette di aggiornare la stessa caricando nuovi Firmware.

FIRMWARE

L’interfaccia USB consente il collegamento tra l’ FC e il suo configuratore. L’utente può modificare le impostazioni della scheda, ad esempio i PID, la configurazione del ricevitore, l’impostazione Failsafe e le modalità di volo. Per tutte l’ FC, si consiglia di aggiornare l’ultimo firmware disponibile in quanto di solito ha caratteristiche di volo migliorate. Un FC può essere dotata di firmware da utilizzare con configuratori: Betaflight, Cleanflight, Raceflight o KISS (se compatibile).

CONCLUSIONE

Ogni FC ha la propria modalità di volo e offre prestazioni differenti. Personalmente consiglio di soffermarti almeno all’inizio su quelle FC che utilizzano come configuratore Betaflight o Kiss. Molto presto verrà realizzato un documento che racchiuderà l’ FC più diffuse ed utilizzate cosi da facilitarvi la scelta durante l’acquisto. Questa articolo è stato realizzato solo per darvi un idea di cosa sia e a cosa serve un controllore di volo. Tratteremo quanto prima punti relativi alla configurazione di una FC e come aggiornare la stessa all’ultimo firmware.

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