Калибровка радиоуправления и регуляторов оборотов #11

1. Цели урока

После этого урока вы будете понимать:

• как провести калибровку радио и что именно она записывает;
• почему часть каналов может не сохраниться и как это заметить;
• какие функции назначать на вспомогательные каналы и как найти актуальные номера;
• каким регуляторам калибровка ESC не нужна вообще;
• два способа калибровки ESC, меры безопасности и роль перезагрузки;
• как подобрать MOT_SPIN_ARM и MOT_SPIN_MIN;
• как подключить аппаратуру по USB и летать в SITL без приёмника и без аппарата.

2. Калибровка радиоуправления

Автопилот не знает, какие длительности импульсов выдаёт ваша аппаратура в крайних положениях стиков. Калибровка сообщает ему границы: минимум, максимум и нейтраль по каждому каналу. Без неё стик отработает не на весь диапазон, а нейтраль окажется смещённой.

Экран Radio Calibration

SETUP → Mandatory Hardware → Radio Calibration.

Четыре основных канала показаны крупными полосами: Roll (rc1), Pitch (rc2), Throttle (rc3), Yaw (rc4). Справа — вспомогательные каналы Radio 5…16. Красные засечки у шкалы Pitch отмечают ориентиры 1000, 1500 и 2000 мкс

Полосы отражают текущий сигнал в реальном времени. На снимке хорошо видно исходное состояние до калибровки: Roll, Pitch и Yaw стоят ровно на 1500, throttle — 987, а каналы 10–14 замерли на 880. Значение около 1500 у неподключённого канала — это не сигнал, а признак отсутствия данных.

Процедура калибровки

1. Включите передатчик и убедитесь, что приёмник связан с ним: полосы каналов должны реагировать на стики.
2. Нажмите Calibrate Radio и подтвердите запрос программы.
3. Прогоните все стики в крайние положения по всем осям, задерживаясь в углах. Программа запоминает наибольшее и наименьшее значение по каждому каналу.
4. Переключите все тумблеры и покрутите все потенциометры во все положения — вспомогательные каналы калибруются так же, как основные.
5. Верните стики в нейтраль, а газ — вниз. Именно это положение будет записано как нейтральное.
6. Нажмите Click when Done (кнопка меняет надпись на время процедуры).
7. Программа покажет итоговое окно со списком «Channel: Min | Max» по всем 16 каналам. Сверьте его: у задействованных каналов должны быть разумные границы, а не 1500 | 1500.

Что записывается и когда запись не проходит

По каждому каналу записываются три параметра: RCn_MIN, RCn_MAX и RCn_TRIM. Нейтраль берётся из текущего положения стика на момент нажатия Click when Done и принудительно загоняется в найденный диапазон.

Практическое следствие: если вы забыли прогнать какой-то тумблер, его канал не откалибруется, а вы узнаете об этом только тогда, когда назначенная на него функция начнёт срабатывать не в тех положениях.

Проверка после калибровки

• При нейтральных стиках полосы roll, pitch и yaw стоят посередине, throttle — внизу.
• Движение стика вправо двигает полосу канала 1 вправо. Если наоборот — нужен реверс.
• Диапазоны каналов примерно 1100–1900 мкс. Заметно уже — проверьте настройки хода в передатчике; заметно шире — возможно, выставлен нестандартный travel adjust.

Мёртвая зона

Параметр RCn_DZ задаёт мёртвую зону в микросекундах вокруг нейтрали (для канала газа — вокруг нижнего положения). Внутри этой зоны автопилот считает, что стик стоит ровно в центре.

Зона нужна, чтобы аппарат не реагировал на дребезг и на неточный возврат стика в центр. Слишком маленькое значение даёт медленный увод в режимах удержания позиции; слишком большое — ощущение «ваты» в начале хода стика. Значения по умолчанию подходят почти всегда, менять их стоит только при явной проблеме.

Spektrum Bind

Группа из трёх кнопок в нижней части экрана — Bind DSM2, Bind DSMX, Bind DSM8 — переводит приёмник Spektrum в режим привязки к передатчику. Кнопка отправляет на автопилот команду MAVLink начала привязки, различаются они только типом протокола. После нажатия программа просит перевести передатчик в режим bind.

3. Вспомогательные каналы

Каналы 5–16 назначаются функциям параметрами RCn_OPTION: RC5_OPTION, RC6_OPTION и так далее. Один канал — одна функция. Найти их можно в CONFIG → Full Parameter List по маске _OPTION.

Функция срабатывает по положению тумблера: низкое положение (менее 1200 мкс) — выключено, высокое (более 1800 мкс) — включено. Часть функций различает три положения, используя середину.

Таблица значений RCn_OPTION

Наиболее востребованные значения для ArduCopter 4.7:

Аварийная остановка моторов

Разница между тремя похожими функциями:

4. Отступление: аппаратура по USB для полётов в SITL

Всё, что описано выше, требует приёмника и настоящего аппарата. Но освоить режимы полёта, отработать взлёт и посадку, проверить реакцию на отказы можно и без железа: Mission Planner умеет отдавать в симулятор положение стиков обычного USB-джойстика — а современная аппаратура управления и есть USB-джойстик, если подключить её кабелем к компьютеру.

Разберём на конкретном примере: пульт RadioMaster Zorro и квадрокоптер в SITL.

Как это работает

Аппаратура подключается к компьютеру как игровое устройство HID и не требует драйверов. Mission Planner читает положение её осей и отправляет автопилоту сообщение RC_CHANNELS_OVERRIDE — то есть «подменяет» показания приёмника значениями с джойстика.

Подготовка пульта RadioMaster Zorro

Пульт работает под EdgeTX. Нужно перевести его в режим USB-джойстика и убедиться, что каналы отдают полный диапазон.

1. Включите пульт до подключения кабеля. Если он предложит «USB Storage» — это не тот режим.
2. Соедините пульт с компьютером кабелем USB-C. Кабель должен быть с передачей данных: дешёвые зарядные шнуры дают только питание, и компьютер устройство не увидит.
3. На экране выбора режима USB укажите USB Joystick (HID). Если меню не появилось, задайте режим принудительно: SYS → Hardware → USB Mode → Joystick.
4. Проверьте, что Windows видит устройство: «Панель управления» → «Устройства и принтеры», пульт отображается как игровой контроллер. В его свойствах подвигайте стиками — оси должны реагировать.
5. Убедитесь, что в модели EdgeTX каналы 1–4 назначены на стики, а нужные тумблеры — на каналы 5 и далее. Проверить удобно на экране MDL → Channel Monitor: при движении стиков полосы должны идти от края до края.

Экран Joystick в Mission Planner

SETUP → Optional Hardware → Joystick. Экран доступен при активном подключении — в том числе к SITL.

Пульт опознан как «Radiomaster Zorro Joystick». Слева столбец каналов RC 1…RC 16, для каждого — выбор оси, кнопка Auto Detect, индикатор выхода, поле Expo и флажок Reverse. Справа 16 кнопок с назначаемыми функциями. Надпись «Loaded Config for ArduCopter2» означает, что загружена раскладка для текущего типа аппарата

Элементы экрана:

Настройка осей для квадрокоптера

Порядок каналов в ArduCopter стандартный: 1 — крен, 2 — тангаж, 3 — газ, 4 — рыскание.

1. Запустите SITL и дождитесь подключения Mission Planner.
2. Откройте экран Joystick и выберите пульт в списке. Если его нет — нажмите на список повторно, он перечитывает устройства.
3. Для строки RC 1 нажмите Auto Detect и отклоните стик крена (правый стик влево-вправо для режима Mode 2). Программа подставит определённую ось.
4. Повторите для RC 2 — стик тангажа, RC 3 — газ, RC 4 — рыскание.
5. Назначьте RC 5 на тумблер выбора режимов — на нём в уроке 13 будут переключаться режимы полёта. Тумблеры назначаются именно здесь, как каналы RC: в правой части экрана они не определяются, об этом ниже.
6. Нажмите Enable. Индикаторы Output начнут отражать движение стиков.
7. Проверьте направления и при необходимости поставьте Reverse.

Типовое соответствие осей для Mode 2 (газ на левом стике):

Кнопки и переключение режимов

Правая часть экрана — 16 программируемых кнопок с функциями Arm, Disarm, ChangeMode и другими. Здесь новичка ждёт ловушка.

Есть два решения. Первое работает на любом пульте, второе — только на пультах с флеш-памятью 1 МБ и больше, и Zorro к ним не относится.

Способ 1. Управлять через каналы RC и параметры RCn_OPTION (проще)

Правая часть экрана вообще не нужна. Тумблер остаётся каналом RC, а функцию ему назначает сама прошивка — ровно так же, как на реальном аппарате из раздела 3.

Это работает потому, что подмена каналов приходит в прошивку тем же путём, что и сигнал с приёмника: обработчик входа не различает, откуда пришли значения, и одинаково выполняет и вспомогательные функции RCn_OPTION, и проверку арминга стиком.

1. Назначьте тумблеру канал в левой части экрана — например RC 7 через Auto Detect.
2. В CONFIG → Full Parameter List задайте RC7_OPTION = 153 (ArmDisarm) и запишите параметр.
3. Готово: верхнее положение тумблера выполняет арминг, нижнее — дизарминг.

Удобные функции для тренировок в симуляторе:

Экран Flight Modes: шесть строк по числу позиций переключателя, для каждой выбирается режим

Способ 2. Расширенный режим EdgeTX — но не на Zorro

Если пульт поддерживает расширенный режим, порядок такой: MDL → Setup → USB Joystick, параметр Mode переключить с Classic на Advanced, затем в Channel Settings для канала с тумблером выбрать Mode: Btn, задать Positions по числу положений и Button No. После изменений обязательно переподключить USB-кабель, иначе система будет использовать старое описание устройства.

Что назначать на настоящие кнопки

Физических кнопок у Zorro немного, поэтому отдайте их тому, что нужно мгновенно и однократно. Функций всего 15:

Первый полёт в SITL

1. Опустите стик газа в минимум — до нажатия Enable, чтобы не подать газ случайно.
2. Нажмите Enable и убедитесь, что RC 1–4 реагируют на стики.
3. Дождитесь готовности навигации: в HUD должно быть достаточно спутников, сообщений PreArm быть не должно.
4. Переключитесь в STABILIZE или LOITER.
5. Выполните арминг кнопкой или удержанием стика газа вниз-вправо на 3–5 секунд.
6. Плавно поднимите газ выше середины — аппарат взлетит.
7. Отработайте висение, развороты, полёт по коробочке. Затем посадите: газ вниз, дождитесь касания и выполните дизарминг.

5. Калибровка ESC

Процедура согласует диапазон сигнала между автопилотом и регуляторами оборотов: регулятор запоминает, какая длительность импульса означает «стоп», а какая — «полный газ».

Кому нужна калибровка, а кому нет

Это первое, что нужно выяснить, — процедура нужна далеко не всем.

Экран ESC Calibration

SETUP → Mandatory Hardware → ESC Calibration.

Экран объединяет кнопку запуска, выбор типа регулятора и пять числовых полей. На снимке выбран DShot300 — при таком типе выхода сама калибровка не требуется, а поля Output PWM Min/Max не используются

Поля экрана соответствуют параметрам напрямую:

Автоматическая калибровка

Важно понимать механику: кнопка Calibrate ESCs не запускает калибровку немедленно. Она записывает параметр ESC_CALIBRATION = 3, то есть взводит флаг «при следующем запуске войти в режим калибровки». Вся процедура происходит уже после перезагрузки платы.

Порядок работы — ровно тот, что напечатан на самом экране справа от кнопки:

1. Снимите винты.
2. Нажмите Calibrate ESCs.
3. Отключите USB и батарею — обесточьте плату полностью.
4. Подключите батарею.
5. Когда светодиоды начнут мигать, нажмите предохранительный выключатель (safety switch), если он установлен. Прошивка ждёт этого нажатия и каждые пять секунд напоминает сообщением «ESC calibration: Push safety switch».
6. Регуляторы подадут серию сигналов — идёт запись границ. Автопилот пять секунд держит полный газ, затем сбрасывает в ноль.
7. Перезагрузите контроллер обычным образом.

Классический ручной способ

Работает всегда и не зависит от наземной станции. Именно им пользуются, когда автоматический способ не сработал:

1. Снимите винты. Отключите батарею.
2. Поднимите стик газа в максимум и удерживайте.
3. Подключите батарею.
4. Дождитесь двойного сигнала от регуляторов — верхняя граница записана.
5. Опустите стик газа в минимум, дождитесь подтверждающего сигнала — нижняя граница записана.
6. Отключите батарею.

Способ обходит автопилот: сигнал со стика проходит на регуляторы напрямую. Поэтому он требует исправной и уже откалиброванной радиолинии — то есть выполняется после раздела 2, а не до него.

Параметры выхода на моторы

Три параметра Spin задаются долей от полного диапазона выхода, то есть числом от 0 до 1, и должны идти строго по возрастанию:

\( \mathrm{MOT\_SPIN\_ARM} \;<\; \mathrm{MOT\_SPIN\_MIN} \;<\; \mathrm{MOT\_SPIN\_MAX} \)

6. Практика

Задания выполняются в симуляторе SITL и не требуют реального аппарата. В SITL нет физического приёмника, поэтому положения каналов задаются командами MAVProxy — это штатный способ проверки логики.

7. Проверьте себя

Сформулируйте ответ своими словами, прежде чем сверяться со справочником ответов.

1. Какие три параметра записывает калибровка радио по каждому каналу и почему часть каналов может не сохраниться без сообщения об ошибке?
2. Почему реверс канала правильнее настраивать в передатчике, а не параметром RCn_REVERSED?
3. Каким регуляторам калибровка ESC не нужна и почему?
4. Что происходит при нажатии кнопки Calibrate ESCs и в какой момент реально начинается калибровка?
5. Чем Motor Emergency Stop отличается от дизарминга и почему его выносят на отдельный тумблер?
6. Каким сообщением MAVLink Mission Planner передаёт положение стиков джойстика и почему этот способ непригоден для реального полёта?
7. Почему трёхпозиционный тумблер пульта не назначается на программируемую кнопку в правой части экрана Joystick и как повесить на него арминг?

8. Чек-лист самопроверки

Урок освоен, если каждый пункт выполнен на практике:

• Все задействованные каналы откалиброваны, диапазоны примерно 1100–1900 мкс
• Итоговое окно Min | Max прочитано, каналов со значением 1500 | 1500 среди задействованных нет
• Нейтрали стоят по центру, газ внизу, направления совпадают с движением стиков
• Реверсы настроены в передатчике, а не параметрами
• На легкодоступный тумблер назначена аварийная остановка моторов (значение 31) и проверена на земле
• Определён тип регулятора: понятно, нужна калибровка ESC или нет
• Если нужна — ESC откалиброваны со снятыми винтами, все моторы стартуют одновременно
• Соблюдается порядок MOT_SPIN_ARM < MOT_SPIN_MIN < MOT_SPIN_MAX
• Аппаратура подключается по USB, в SITL выполнен взлёт, висение и посадка

9. Что дальше

• Предыдущий урок: 10. Калибровка акселерометра и компаса
• Следующий урок: 12. Монитор батареи и итоговая проверка перед полётом
• Полный перечень тем: Содержание курса