自製大四軸, (6) 調整篇, 飛行前兩三事 (Drone, Quadcopter, Maker, Futaba, Arduino, MultiWii)

萊恩大兵早在農曆年假前就把四軸飛行器組裝好 [自製大四軸, (5) 組裝篇, 四軸飛行器成形 (Drone, Quadcopter, MultiWii, Arduino, Maker, Electric Speed Control, Motor)]. 沒料到年關將盡工作爆多, 竟然忙到沒時間跑寶藏巖找馬爸取經做設定調整 (還放馬爸鴿子, 真是罪過). 一直拖到農曆年假過後, 才終於四軸飛起來, 然後也不幸地墜機了 :-(

來說說這段離地騰空與不完美落地的經驗吧.

>> 重要提醒 <<

首先, 要提醒的是, 在做任何調整前, 一定 | 務必 | 切記把螺旋槳的電源停掉或移除螺旋槳. 讓一個每分鐘數千轉的螺旋槳在你附近失控亂竄, 很危險滴..

同樣, 若是四軸墜機, 要靠過去收拾殘局前, 也是 優先 | 首要任務 | 不要忘了得讓螺旋槳停下來.

設定調整

需要設定的地方包括: 遙控器, 飛控板, MultiWii Config 與電變.

* 遙控器

先簡單說一下遙控器的操作方式.

螢幕左邊有個 Home/Exit 按鈕, 按一下會回到上一層選單 .

螢幕右邊有個圓圈形狀的觸控區.
- 手指滑圈來移動游標.
- 點 LNK 兩下, 可以叫出功能選單.
- 點 RTN 一下, 可以進入下一層選單.

電源開啟後, 螢幕會顯示飛行器的設定狀態.

萊恩大兵的設定, 主要在三個地方:

[a] Model Type: AIRPLANE

[b] System: S-FHSS

[c] Reverse: Pitch (2/升降舵) & Throttle (3/油門). 這邊是設定左右搖桿往上推時為加速, 比較符合操作習慣.

* 飛控板

燒錄 MultiWii 軔體到飛控板上, 萊恩大兵在 config.h 改動的項目為:
[a] The type of multicopter, 選 QUADX
[b] I2C_Speed, 改為 400000L
[c] Combined IMU Boards, 選 CRIUS_LITE
[d] TRI 的 TRI_YAW_MIDDLE, 改為 1520
[e] ARM/DISARM, 註解掉 #define ALLOW_ARM_DISARM_VIA_TX_YAW 這一行
[f] motor, servo and other presets, 將 MIDRC 改為 1520

* 連接飛控板與接收器

燒錄好飛控板後, 將接收器的 Yaw / Roll / Pitch / Throttle / AUX1 等 channel, 連接到飛控板上的相對腳位上.

接收器 channel 的定義為:
- Channel 1 <-> Roll (副翼, 右邊搖桿左右向)
- Channel 2 <-> Pitch (升降舵, 左邊搖桿上下向)
- Channel 3 <-> Throttle (油門, 右邊搖桿上下向)
- Channel 4 <-> Yaw (尾翼/方向舵, 左邊搖桿左右向)
- Channel 5 <-> Mode (遙控器 SG 三段式開關)

* MultiWii Config

這部份的設定萊恩大兵還沒摸熟, 只能簡略地講結果.

- 將左右邊的搖桿上下左右推到底, 確認 MultiWii Config 畫面上的 Yaw / Roll / Pitch / Throttle 數值, 有無跟著反應, 以及彼此最大最小值是否接近, 不會差異太多.

- 設定 Channel 5 (AUX1) 控制自穩模式 (ACC), 在低/中電位時為開啟.

- 確認遙控器能正確控制油門解鎖與上鎖 (ARM / DISARM) 的動作.

油門解鎖模式, 油門輸出到最大

油門解鎖模式, 油門輸出為最小

萊恩大兵做到這段落, 便把螺旋槳裝上, 跑到戶外試飛了.

結果遇到一個問題~ 油門解鎖後, 催油門時, 四個螺旋槳並不會同時一起轉動. 出力不平衡的結果, 就是四軸根本飛不起來, 一下子就翻倒.

另外, 對比法蘭克的四軸在油門解鎖後, 四顆馬達均有個怠速的轉速. 萊恩大兵的四軸在油門解鎖後, 四顆馬達全部靜悄悄的. 很奇怪耶.

飛.飛.飛上天. 這架是法蘭克的四軸.

現場調整飛控設定

找馬爸請教, 才知道原來是四個電變的高低速不同步所導致.

* 電變高低速同步

怎麼做呢?
[1] 先不插電, 將四個電變的訊號線和接收器的 channel 3 (油門) 並聯在一起.

這是先前用來串聯大眼仔的電路, 剛好可以拿來同步電變.

[2] 接著, 將遙控器的油門推到最大, 再接上電. 這時, 飛控板會發出滴滴滴三聲, 代表已將設定寫入.

[3] 再來, 將遙控器的油門推到最小. 飛控板會再發出滴滴兩聲, 代表已將設定寫入.

到這邊電變的高低速就同步好了.

做好電變高低速的同步後, 果然, 萊恩大兵的四軸在油門解鎖後, 四顆馬達就都有怠速旋轉了. (這邊要目視確認, 四顆馬達的轉速是否一致..)

做到這邊, 已經差不多可以飛行了.

飛行前還有幾件事要注意.

* 油門解鎖

萊恩大兵描述一下油門解鎖 (ARM) 的作法與燈號.

[a] 飛控板接上電源後, 會亮兩顆紅燈. 這時, 推遙控器的左右搖桿, 馬達/螺旋槳沒反應.

只有兩顆紅燈亮著, 四軸處於油門上鎖狀態. 四顆馬達為靜止的.

[2] 將右邊搖桿向右下方斜推, 數秒鐘之後, 飛控板會再亮起一顆藍燈, 代表油門已解鎖. 這時, 四顆馬達會怠速旋轉, 推遙控器的左右搖桿, 馬達/螺旋槳會有反應.

藍燈亮, 四軸已進入油門解鎖模式. 四顆馬達均怠速旋轉.

[3] 油門上鎖 (DISARM) 的動作, 是將右邊搖桿向左下方斜推, 數秒鐘之後, 飛控板的藍燈會滅掉, 代表油門已上鎖. 這時, 四顆馬達會停止轉動.

* 螺旋槳鎖緊

務必 | 千萬要確認螺旋槳有鎖緊, 包括螺帽與止付螺絲.

馬達與螺旋槳的螺絲, 務必確認有鎖緊.

這部份沒做好, 可能會有的後果包括:
- 馬達動力流失, 最終影響四軸的反應速度.
- 飛行時, 螺旋槳脫離變成飛鏢.
- 墜機時, 螺旋槳被撞脫也變成飛鏢.
(以上都是萊恩大兵的血淚教訓)

* 外飛必備

外飛時, 工具 (螺絲起子, 尖嘴鉗, ..) 與備用零件 (螺旋槳, 電池, ..) 要帶齊, 以備不時之需.

* 飛行操控

由馬爸來操控, 四軸順利騰空, 並且完美落地 (歡呼, 灑花).

換萊恩大兵來操控, 是也讓四軸飛起來了. 可是在降落時, 卻因為地面效應的影響, 使得四軸失控墜機. 當下萊恩大兵還傻傻地想衝上前撿四軸. 殊不知這時刻最優先要做的事, 是停止馬達/螺旋槳的轉動. 這次墜機事件, 還好只造成螺旋槳損毀, 沒傷到機架, 算是不幸中的大幸.

馬爸分析墜機的原因

話說, 這架四軸的狀態, 算是能飛了. 至於飛得穩不穩呢? 或是還可以再微調哪些設定. 這些是萊恩大兵要繼續摸索的.

以上是四軸飛行前的設定調整, 萊恩大兵仍有很多細節沒摸熟, 只能講個大概, 若有不小心寫錯的地方, 還請路過的高手指點.

(2015/3/3, 更新1) 臉書上面各路朋友的貼文回應.

Blion Chen 、 Esther Lee 、謝銠鈑以及其他 47 人都說讚。
Richard Chen Pretty cool

2月23日 16:02 · 讚
Mach Ma 還好你們都是用 Futaba ... 有沒被大機趕呢??

2月23日 16:39 · 讚
曾建評我們窩在邊陲角落, 應該不致於影響別的玩家. 只是沒飛起來, 讓路過停下來觀看的小朋友失望了.

2月23日 16:50 · 讚 · 1
曾建評我的四軸, arm 了之後沒催油門時, 螺旋槳完全沒轉動 (Frank 的四軸螺旋槳會有個怠速的速度在旋轉). 另外, 我催油門後, 會有1～2個螺旋槳完全不轉.. 不知該調哪裡..

2月23日 16:51 · 已編輯 · 讚 · 2
Mach Ma 你的四顆電變沒有一起做過高低速桿位同步

2月23日 16:54 · 收回讚 · 3
Li-ming Huang 加油! 油門要校正! 第一次催油門應該不要上槳，讓油門中位，懸空拿起多軸，前後左右搖擺測試飛控是否正常修正，最後才上槳。建議找個有經驗的人在旁教導。雖然新手挫敗經驗值會大增XD

2月23日 17:06 · 收回讚 · 3
Esther Lee 萊特兄弟也是這樣開始的

2月25日 8:29 · 讚 · 1

(2015/3/3, 更新2) 這篇文章在臉書上的貼文連結, 以及朋友的貼文回應.

- Rich Ban 、章國俊、王宏勝以及其他 92 人都說讚。
- 吳宗瀚槳的材質換一下吧 FUN不好改改apc
  
  3月1日 23:26 · 收回讚 · 1
- Star Lin 你好請問2個問題
  1.我用pwn去控制電變，
  有時候開機調到最大電變不會動，
  是不是電變要先送多少Hz才會啟動？
  2.我是用自己做的搖杆送PWM訊號給飛機，
  請問一般搖杆是送固定PWM訊號使飛機停在空中嗎？
  因為我的搖杆要往上推才會有PWM,
  不推就彈回0沒有訊號。
  
  昨天 2:12 · 讚 · 2
- 蔡郁洋四軸要飛得穩，PID的調整設定很重要，每種機架重量、力矩臂等特性不同，PID的值都不一樣，要很有耐心地試飛調整
  
  昨天 9:48 · 已編輯 · 收回讚 · 5
- 林瑋哲恭喜機子完成，接下來就是練飛了(灑花
  
  昨天 8:46 · 收回讚 · 3
- Jack Yang Star Lin 應該是電變有開機保護，剛開機不能直接輸入高油門的PWM，要用低位的等一兩秒解除後才能正常用
  
  昨天 10:03 · 讚 · 3
- Chang Li-Han 我最近也剛開始製作，想問一下Star Lin，您的電變剛買來時，是如何調校，因為與您一樣沒有打算要買遙控器，打算自行製作，另外有看到曾先生的網誌，裡面有提到，利用 programming card ，也是使用此方法嗎??
  不知道有沒有其他方法可以調校四個電變，因為沒有很明白，網路蒐集到資料中提到的油門最高點跟最低點，如果沒有遙控器，那如何可以找到這些資訊，電變會不會因為訊號給予過高造成損壞或者馬達損壞...?
  
  21小時 · 讚
- Jack Yang 校正高低位每家電變都有方法也都不一樣，但都是聽音做動作設定. 至於詳細的占空比沒量過但我確定100%也不會壞(燒掉請回報XDD D
  
  21小時 · 讚
- Chang Li-Han 謝謝回答^^，我買的剛好與本文章曾先生剛好同一款><
  
  21小時 · 讚
- Star Lin Chang Li-Han
  1.我目前只是可以飛起來,
  但是會亂飛,
  因為我不是用飛控板,
  2.我是用一般的開發板去給電變訊號,
  所以目前還沒做的校正.
  3.搖桿是用PS3手把所以也不算自己做.
  其實如果真的要自己做,
  幾顆可變電阻.BT.LDO跟MCU就可以完成
  4.你可能要看一下PWM是什麼,
  就知道為什麼電變亂吃PWM會不會有問題.
  
  14小時 · 已編輯 · 讚