Выбор электроники для дрона — сложная задача для новичка в FPV. Когда начинаешь погружаться в это, тебя встречает ворох непонятных терминов, названий и правил. Что вообще из себя представляет полетник? Почему “гира” это важно? За что отвечают беки на плате? Почему полетник с надписью F722 дороже, чем такой же с надписью F405? Давайте разбираться.
Полетник, он же flight controller, он же FC
Полетник — это небольшая микросхема с большим чипом по центру или около центра. Именно она и управляет полетом дрона. Полетник принимает данные от своих сенсоров, а также от приемника управляющего радиосигнала, который сообщает ему (полетнику) куда и как двигает стики на пульте пилот. Располагая этой информацией, полетник вносит корректировки в скорость вращения моторов, чтобы дрон полетел туда, куда того хочет пилот и был при этом стабилен.
Два главных сенсора, от которых поступает информация — это гироскоп и акселерометр. Если они сломаны, то дрон никуда не полетит. А вот без барометра и магнитометра — легко.
Помимо управления дроном, полетный контроллер несет на себе и другие функции. Конечно же он обменивается данными с радиоприемником, регулятором оборотов моторов и, к примеру, с GPS. Полетник так же “накладывает” на изображение, поступающее в очки пилота, данные о полете и текущие параметры состояний подключенной “обвязки”. Это называется OSD (on-screen display), то есть те самые цифры и пиктограммы, которые видит пилот по бокам картинки.
А еще, в большинстве случаев именно от полетного контроллера питается вся "обвязка" — видеопередатчик, курсовая камера, радиоприемник, GPS и все что угодно еще.
Что такое Betaflight?
Betaflight — это прошивка, можно сказать операционная система на которой работает полетник. Одна из, ведь есть еще iNAV, Ardupilot, KISS и прочая экзотика. Betaflight очень проста в настройке, отлично управляет коптером, позволяет менять огромную кучу параметров и потому, на сегодняшний день, является самой популярной прошивкой для FPV-дронов. Практически любой полетник на рынке с завода прошит на Betaflight. У Betaflight есть программа на компьютер с тем же названием, а компания SpeedyBee разработала версию этой программы для смартфонов, где есть все те же настройки. Актуальная версия прошивки Betaflight для полетных контроллеров — 4.4, а актуальная версия программы для ПК — 10.10.
F405 или F722?
Чипы, которые ставят в полетные контроллеры на Betaflight-прошивке производит европейская компания STMicroelectronics. Два самых ее популярных продукта в этом направлении это чипы STM32F405 и STM32F722. Еще есть STM32F411, STM32F745 и STM32H743, но их общая доля на рынке полетников едва ли превышает 15%.
"Какой полетник взять, на F7 или F4?" — это очень популярный вопрос в профильных FPV-чатах. Ответы на него обычно превращаются в очередной холивар на сотни сообщений. Точно так же как и в процессорах для ПК, чипы для полетников отличаются частотой, кэшем, количеством входных интерфейсов и вычислительными алгоритмами.
F722 — более современный чип с более высокой тактовой частотой (216 МГц), суперскалярной архитектурой и поддержкой большего числа портов по сравнению со “старым” F405.
F405 — уже немолодой чип, с более низкой тактовой частотой (168 МГц), меньшим числом портов и устаревшей архитектурой, но при этом, внезапно, большим объемом флеш-памяти, а именно в ней хранится прошивка.
Казалось бы, выбор очевиден, бери полетник на F722. На деле все не так и вот почему. Так уж вышло, что прошивка Betaflight, даже в самых последних версиях прекрасно помещается и функционирует в чипе F405 не испытывая никаких проблем, если использовать ее на “классическом” 5 или, скажем, 7-дюймовом дроне. Поэтому два одинаковых дрона, в одном из которых стоит F722, а в другом F405 летят абсолютно одинаково.
F722 вырывается вперед только в том случае, если на дрон установлен ворох "обвесов": GPS, LED-подсветка, микрофон, сервопривод и бог весть что еще из ассортимента Алиэкспресса.. Благодаря высокой тактовой частоте, F722 справляется с этим добром на ура, а F405 начинает тормозить и дрон летит хуже. Совет прост – если вы собираете самый обычный дрон, то смело берите полетник на F405, его вам хватит для всего.
И помните главное — дрон летит хорошо благодаря рукам пилота и отсутствию лишних вибраций в конструкции, а вовсе не из-за мощной начинки.
Что такое BEC
BEC (Battery Eliminator Circuit) — это стабилизатор напряжения питания, маленькая микросхема, которая получает на входе большой ток со скачками напряжения, а на выход отдает “сглаженный” ток с меньшим напряжением, питая “нежную” подключаемую электронику дрона.
От беков на дроне питается буквально все — камеры, приемники радиосигнала с пульта, аналоговые видеопередатчики, системы DJI Air Unit или Walksnail, GPS и даже бузер. На совершенно любом современном полетнике есть как минимум один BEC с выходным напряжением 5V, а на большинстве есть и еще два или больше — на 9-12V и 3.3V.
BEC 9V или 12V служит для питания DJI Air Unit и мощных аналоговых VTX (1Вт и выше). Обычно их выходная сила тока составляет 3, а то и все 4 ампера. Без наличия BEC 9V3А или 10V3A в спецификациях полетника подключать к оному цифровой юнит просто нельзя.
BEC 5V служит источником питания для аналоговых камер, приемников ELRS и Crossfire, многих аналоговых VTX, бузеров (пищалка) и других потребителей. Обычно выходная сила тока составляет 2 ампера, соответственно, такой BEC имеет маркировку 5V2A.
BEC 4V5 используется для питания все тех же приемников ELRS и Crossfire и GPS-модулей. Его отличие в том, что питание на него подается не только при подключении к полетнику АКБ, но и обычного USB-шнура — чтобы настраивать потребителей прямо на столе.
Модель гироскопа
Как уже было указано выше, гироскоп является важнейшим источником входных данных обрабатываемых процессором. Производители об этом знают и ставят на полетники качественные гироскопы. Почти всегда.
Классикой жанра является гироскоп MPU6000, которые еще 2 года назад встречался повсеместно. Даже разработчики Betaflight ориентировались на его параметры при написании алгоритмов обработки данных полетным контроллером. Однако, с истощением его запасов производители были вынуждены приступить к поискам замены.
И она нашлась, новым народным гироскопом стал Bosch BMI270. Не вдаваясь в технические аспекты, следует признать, что полетник на этой “гире” ничем не уступает предыдущим моделям на MPU6000. Многие FPV-гурманы не покупают полетники на BMI270 из-за существенно более низкого значения частоты пидлупа, но на практике никаких проблем с этим нет.
Наконец, вторым популярным сейчас решением является гироскоп ICM42688-P. Он ничем не хуже, а в чем то даже лучше BMI270, но требует очень хорошо отфильтрованный источник энергии. Производители полетников поняли это не сразу и первые изделия на ICM в 2022-начале 2023 года страдали проблемами. Теперь, в свежих ревизиях, все эти болячки вылечены и дроны на ICM42688-P летают просто отлично.
Производители полетников — что брать?
Свыше 20 китайских компаний производит полетные контроллеры для дронов. Точно не стоит обращать внимание на продукцию самого низкого ценового сегмента, то есть от компаний JНЕМСU, LANRC, НАКRС, Aocoda, HIFIONRC, TCMMRC. В таких изделиях сильно экономят на проектировке, компонентной базе и контроле качества.
Приличные бюджетные изделия предлагают Daitone, GepRC, Axisflying, Skystars, iFlight, RUSHFPV и конечно же абсолютный лидер эконом-сегмента SpeedyBee.
Их стек SpeedyBee F4V4 (также известный как F405V4) и его предшественник F405V3 стоят в огромном количестве дронов — все потому, что пилот получает максимум качества и функций за свои деньги. Кроме того, как было указано выше, SpeedyBee разработало свое приложение для настройки дрона в Betaflight и оно без каких либо танцев с бубном подключается к их собственным полетникам через Bluetooth.
Наконец, топовые изделия. Тут правят бал Hobbywing, Foxeer, T-motor и Holybro. Современные полетники этих компаний стоят дорого, но они того точно стоят. Купив такой полетник вы можете рассчитывать на хорошие компоненты, наличие большого количества портов, богатую комплектацию (не всегда) и какую-никакую техническую поддержку.
Немного особняком стоит компания Matek. Это старожил рынка FPV, ведь их полетники продавались еще на ранних этапах развития летного хобби. Matek предлагает как совсем бюджетные изделия из старых запасов на F405 чипах, так и самые современные решения на чипе H743, с соответствующей ценой.
В следующей статье подробно поговорим про выбор ESC, ведь нюансов в выборе этого второго по важности электронного компонента FPV-дрона не меньше, а то и больше. Захватывающих полетов!
