Řídicí jednotky

Řídicí jednotka je takovým pomyslným mozkem koptéry. Jedná se o kombinaci mikroprocesoru a senzorů. Každá řídicí jednotka obsahuje IMU jednotku. Jedná se o kombinaci gyroskopu a akcelerometru. Tyto senzory a vhodný firmware neustále vyhodnocuje náklon a úhlovou rychlost koptéry a zároveň berou v úvahu signál z RC přijímače, tedy pokyny pilota. To vše stačí k tomu, aby se dala koptéra spolehlivě řídit a přitom se chovala stabilně a předvídatelně. Řídicí deska může mít ještě další senzory, jako například magnetometr (elektronický kompas), barometrický senzor (umožňuje měřit a udržovat tak výšku letu v závislosti na tlaku vzduchu) a nebo k desce můžete připojit další, např. GPS. Pro typické létání FPV ale úplně stačí na řídicí desce základní gyroskop s akcelerometrem. Řídicích jednotek existuje spousta a nové stále přibývají. S vývojem řídicího firmwaru pomalu stoupají nároky i na rychlost procesoru. V současné době se používají desky s označení procesoru F4 nebo F7/H7. Jednotky s procesorem F4 zatím zvládají veškeré funkce Betaflightu, nicméně pokud chcete, aby vaše jednotka vše podporovala i v budoucnu, stojí za zvážení deska s F7 nebo H7 procesorem. Za zmínku také stojí blackbox. Blackbox je černá skřínka, do které se ukládají veškeré informace o tom, co se v jednotce děje. Ty se pak používají k ladění PID parametrů, filtrů nebo hledání závady. Některé řídicí jednotky mají paměť pro nahrávání blackboxu, jiné umí nahrávat na SD kartu a některé to neumí vůbec. Při výběru řídicí jednotky je také vhodné se podívat na její zapojení. Spoustu desek má dnes již konektory na připojení ostatních zařízení jako je ESC, DJI letová jednotka nebo LED diody. Konektory usnadní stavbu koptéry a případné opravy, nicméně je třeba dávat na pořadí pinů v konektoru. Každý výrobce může mít konektory pro spojení s ESC jiné. Řídící desky se kvůli zmenšení velikosti stacku a hmotnosti často kombinují s jinými komponentami. Některé desky mají integrovaný RC přijímač, jiné PDB (power distribution board) - tedy desku, která je učena pro rozvod napětí z baterie a snazší montáž koptéry. Takové řidicí desky je v hodné použít v kombinaci se čtyřmi samostatnými regulátory na ramenou. Nejčastěji se však dnes setkáte s AIO (All In One) deskou, což je letová jednotka s regulátory v jednom. Řídicí desky se dělají ve čtyřech velikostech. Větší desky mají rozteč montážních děr 30,5x30,5mm, ty menší 20x20mm a nejmenší 16x16mm. Čtvrtá velikost má rozteč montážních děr 25,5x25,5mm a montuje se zpravidla pootočená o 45°. Ta se využívá na Whoopech a Toothpickách. Vždy vybírejte velikost desky podle vašeho rámu.

Firmware

Firmware je software řídicí jednotky, který pomocí pokročilých algoritmů zpracovává vaše pokyny z přijímače. Na základě toho a informací ze senzorů říká regulátorům, jak mají upravit otáčky motorů tak, aby chování koptéry odpovídalo vašim požadavkům z vysílačky. Nejpoužívanější firmware pro závodní koptéry je Betaflight. Pro létání s GPS a pokročilou stabilizaci je vhodné použít iNav. Oproti betaflightu podporuje funkce jako plánováni trasy, návrat domů, držení pozice a výšky a další.

Konfigurátor

Když si koupíte řídicí jednotku, tak ne vždy obsahuje aktuální verzi firmware, ten se neustále vyvíjí a nové verze vycházejí relativně často. Proto je potřeba (doporučeno) čas od času firmware aktualizovat (flashnout). Získáte tak většinou lepší letový projev, nové funkce, apod. Ke flashování a nastavení řídicí jednotky se používá konfigurátor. Konfiguraci Betaflightu budeme věnovat jednu celou kapitolu. Konfigurátor umožňuje opravdu komplexní nastavení, kterým si můžete vyladit letové vlastnosti k obrazu svému. Betaflight už ale i v základním nastavení létá na výbornou s většinou sestav. Dále jsou zde letové režimy, které umožňují zapínat různé druhy stabilizace nebo třeba nastavení LED osvětlení. Lze pak třeba nastavit změnu barvy na potenciometr na vysílačce.  Betaflight Configurator
Špatné nastavení může vést k nepředvídatelnému chování, proto vždy při změně nastavení dbejte zvýšené opatrnosti a koptéru zapínejte v dostatečné vzdálenosti. Takové špatně nastavené otočení desky může napáchat pěknou paseku. Vždy, když nastavujete koptéru a máte připojenou baterku, mějte sundané vrtule.

ArduPilot

ArduPilot je pokročilý open-source letový firmware zaměřený na navigaci, autonomii a spolehlivost. Oproti Betaflightu (akro/freestyle, závody) a iNavu (základní navigace) nabízí ArduPilot nejširší škálu režimů a funkcí pro long range, průzkum a opakovatelné mise. Podporuje desítky řídicích desek, nejlépe však běží na výkonných F7/H7 jednotkách s dostatkem paměti a senzorů (barometr, magnetometr, GPS). Umí jak klasické akro, tak stabilizované a plně autonomní režimy, detailní failsafe logiku a pokročilé logování.

Letové režimy: vedle Acro/Stabilize pro manuální létání jsou k dispozici AltHold (držení výšky), Loiter/PositionHold (držení pozice s GPS), RTL (Return-to-Launch, návrat domů), Auto (plánované mise z waypointů), Guided (interaktivní navádění), Cruise, SmartRTL a mnohé další. Režimy lze konfigurovat na přepínače vysílačky a pro každý definovat chování při ztrátě signálu nebo napětí.

Failsafe a bezpečnost: ArduPilot umožňuje detailní nastavení failsafe pro ztrátu RC, nízké napětí/kapacitu, ztrátu GPS, geofencing (soft/hard hranice prostoru), automatický RTL nebo Land. Díky rozsáhlému blackbox logování (vnitřní paměť/SD karta) lze snadno analyzovat vibrace, filtry, řízení a napájení.

Motory/ESC a filtry: podporuje DShot, Oneshot i BLHeli_32 passthrough, dynamické/notch filtry, harmonic notch pro potlačení rezonancí velkých vrtulí (užitečné u 7–9″ long-range). Tuning probíhá přes automatické postupy (AutoTune) i ruční doladění PID a filtrů.

OSD a video: digitální OSD se přenáší přes MSP DisplayPort do systémů DJI O4 / O4 Pro, Walksnail Avatar a HDZero. Pro analog lze využít MAX7456 OSD. Na OSD lze zobrazit GPS, výšku, vzdálenost, směr domů, spotřebu, varování failsafe atd.

Telemetrie a integrace: nativně používá MAVLink pro telemetrii do pozemních stanic i do RC (např. přes Crossfire/ELRS). Podporuje Lua skripty, akční triggery (např. spouštění kamery), přepínání profilů, sledování větru a kompenzace. Lze doplnit o kompas, přesný barometr, kvalitní GPS s GNSS multi-band pro spolehlivý RTL i v náročném prostředí.

Nastavení ArduPilotu

Pro instalaci a konfiguraci se používají pozemní stanice Mission Planner (Windows) a/nebo QGroundControl (Win/macOS/Linux/Android). Základní postup: flash firmware → kalibrace akcelerometru/kompasu → nastavení směru motorů/ESC → kalibrace RC → nastavení letových režimů a failsafe → nastavení OSD/telemetrie → test bez vrtulí. Pro long-range doporučujeme pečlivé nastavení RTL (výška, rychlosti), geofence a alarmů napětí/kapacity.

Kdy zvolit ArduPilot: chcete-li spolehlivou navigaci, opakovatelné mise, propracované failsafe a klidný dlouhý let (např. 7–9″ LR platformy s Li-ion/LiPo). Pokud preferujete čisté akro/freestyle s minimem konfigurace, zůstává ideální Betaflight. Pro „střed“ mezi oběma (základní mise, jednoduché GPS funkce) se hodí iNav.

Další díl