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Author Topic: [Multicotteri]Elettronica di potenza e telai : Batterie - ESC -Motori e cablaggi  (Read 59030 times)
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mettiamola così, sull'hardware non posso dire nulla, sul software ho visto delle analisi su rcgroup , e gli esc sono molto più reattivi (spingono subito al massimo, mentre il software base ha una curva di accelerazione, oltre che un "tempo morto" in alcuni casi), ed aumenta il numero di step in uscita
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sei nuovo? non sai da dove partire? leggi qui: http://playground.arduino.cc/Italiano/Newbie

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Ciao a tutti mi potete dare un parere su questo :
http://www.rctimer.com/product_785.html
Grazie in anticipo smiley-grin
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Il quadricottero è quasi del tutto funzionante smiley-grin grazie ancora.
Volevo un parere: questo motorino : http://www.modeltoy.it/product_info.php?cPath=354_62&products_id=5914 con le adeguate eliche è sufficente per alzare un miniquadricottero ? semmai quanto all'incirca dovrebbe pesare per essere alzato ?
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Oggi ho ordinato questo frame completo del carrello alto, sicuramente arriva l'anno prossimo visto come sono incasinati i corrieri in questo periodo smiley
Ci voglio realizzare un muletto per i test con la STM32F3 Discovery,  non appena l'ho montato, motori Roxxi 2827-34 e ESC Swift da 30 Ampere, vi faccio la recensione.
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Dato che gli ESC a mia disposizione sono relativamente vecchi, li ho preso due anni fa, e allora non esistevano ESC specifici per multirotori mi sono chiesto se era possibile metterci sopra un firmware specifico come il SimonK.
Dopo una breve ricerca ho scoperto che i miei ESC non usano un ATmega, hanno un processore F330 (core 8051) di Silabs con clock a 25 MHz (25 Mips) pertanto niente SimonK, però ho scoperto che esiste un firmware alternativo per gli ESC con questo processore.
Il software si chiama BLheli e supporta molti modelli di ESC con il micro Silab, c'è pure la versione per ESC con ATmega, nato inizialmente per elicotteri, ora siamo alla versione 11, hanno poi aggiunto anche i multirotori, leggendo su i vari forum internazionali dove si parla di elicotteri e multitori ne parlano bene di questo software.
Fortunatamente è possibile usare Arduino per programmare i micro Silabs, però è necessario riflashare l'ATmega 328 perché il relativo software non è uno sketch per Arduino, è un file .hex da caricare direttamente sul micro tramite un qualunque programmatore ISP.
Il software BLheli è completamente scritto in assembler, quindi abbastanza difficile metterci mano se non si conosce più che bene il micro specifico, viene fornito open source completo dei vari eseguibili per tutti gli ESC supportati con tre modalità differenti a seconda dell'eseguibile caricato, standard da usare con aerei, heli per gli elicotteri e multi per i multirotori.
C'è anche una pratica GUI per Windows che permette di settare tutti i parametri del firmware, è possibile farlo anche tramite connessione seriale con l'ESC utilizzando un Arduino dotato di diplay 4x20 e qualche pulsante in modo da poter settare il tutto anche sul campo.
Domani provo a riflashare i miei ESC con questo software, vediamo che succede  smiley

Ecco i vari link di riferimento

Github per il pacchetto completo
Tool per la configurazione
Tutorial su come programmare gli ESC
Tabella di compatibilità ESC con SimonK e BLhely con tutti i link utili
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Prendero' a febbraio questo kit che hai consigliato nell'altro thread:

Fai benissimo perché è ottimo e non devi stare a combattere con la scelta dei motori, eliche e il firmware degli ESC smiley
Per il muletto che devo realizzare per i test di volo con la STM32F3 Discovery non ho preso il kit completo solo perché ho già dei motori buoni e gli ESC da abbinarci, se poi con il nuovo firmware migliorano le prestazioni, che erano già soddisfacenti, andranno ancora meglio smiley
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In giro ci sono un sacco di discussioni che … sono fuffa.

Si in buona parte sono fuffa scritta da gente che ci capisce poco di elettronica, software e, sopratutto, di reali esigenze del modello.
La caratteristica primaria che deve avere un ESC per multirotori è la massima frequenza supportata per il carrier del PPM, più è alta meglio è, un buon valore minimo è 400 Hz, se non mi ricordo male il software SimonK permette di arrivare fino a 1 kHz, ovviamente modificando il range dell'impulso di controllo.
Altra caratteristica molto importante per un ESC idoneo per multirotori è la funzione di cut-off, spegnimento del ESC se la tensione delle LiPo va sotto una certa soglia, deve essere disabilitata o settabile a valori molto bassi, p.e. 2.9 V per cella, in quanto questa funzione deve essere gestita dall'elettronica del multi, solitamente tramite una riduzione graduale della spinta e/o atterraggio automatico.
Non ultimo c'è la questione della velocità di risposta del ESC e la sua risoluzione in step, molti ESC per uso aereo o hely anche se accettano in ingresso un PPM  a 400 Hz applicano un filtro che riduce la banda ai classici 50 Hz usati dai radiocomandi ed eseguono una media dei valori in ingresso, questo comportamento va benissimo per un areo, è deleterio per un multi perché aumenta la costante di tempo del sistema vanificando gli sforzi del pid, che lavora ad almeno 400 Hz pure lui, e di tutti gli algoritmi per il controllo della stabilità.
Un ESC per multirotori non deve in alcun modo filtrare, mediare, i comandi in ingresso, deve riportare in tempo reale ai motori ogni variazione impressa, unico limite deve essere solo la costante di tempo del sistema motore+elica.
Per la risoluzione del PPM, molti ESC economici, sopratutto quelli cineseria, hanno solo 256 step, quelli fatti meglio hanno almeno 1024 step, quelli top di gamma, però parliamo di ESC che costano più di 100 Euro, arrivano a 4096 step per soddisfare la massima risoluzione offerta dai radiocomandi digitali di ultima generazione (= $$$) che hanno 12 bit di risoluzione.
Riassumendo brevemente, un buon ESC per multitori deve accettare in ingresso almeno 400 Hz, quasi tutti arrivano a 500 Hz, deve avere una risposta immediata senza filtrare/mediare l'input, deve avere una risoluzione > 512 step, ottimale 1024 step.
Poi tocca vedere pure i parametri specifici per la gestione del motore come l'anticipo, la frequenza del pwm, etc, però ormai quasi tutti i software per ESC trovano quelli ottimali in automatico e ci sono tabelle con i valori ottimali per molti motori se si vuole introdurli a mano.
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Riflashati gli ESC con il firmware BLhely, la prima impressione è molto buona, i motori girano bene e muovendo la IMU, per simulare un cambio di assetto, la risposta dei motori è decisamente migliore di prima, saprò dire di più dopo il primo test di volo.
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a che frequenza e' + o - il polo dominate dell'elettronica del BLDC ?

Domanda non chiara, spiegati meglio.
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in approssimazione a polo dominante, ovvero facendo la super semplificazione che il sistema possa essere approssimato con una  funziona di trasferimento in S (variabile complessa di Laplace)

So cosa è un polo smiley
Quello che non era chiaro era il senso della domanda, la risposta è molto semplice, toccherebbe conoscere il limite massimo del sistema oltre il quale si va in overcontrol, cosa molto pericolosa perché innesca oscillazioni crescenti che portano alla totale instabilità.
Difficile stimare il punto senza avere un modello matematico completo e attendibile del sistema, comunque un valore di 400-500 Hz è sicuramente idoneo per un multirotore di medio/piccole dimensioni.
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non so fino a che punto sia "nuova moda" o "leggenda metropolitana", pare che abbiano introdotto un tipo nuovo di propeller (e controparte ESC) che va sotto il nome di "Variable-Pitch",

Non è una novità, è risaputo che il rendimento migliore si ottiene con eliche a velocità di rotazione fissa e passo variabile, però è una grossa complicazione meccanica ed è molto costosa come soluzione.
Ci sono dei multirotori ad uso professionale che usano il passo variabile, sono dei "giocattoli" da oltre 20.000 Euro smiley

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Forse sparo una ca**ata, ma aumentando la frequenza non si dovrebbero diminuire le instabilita' ? ... in fondo un sistema fisico ha una sua inerzia intrinseca, piu la frequenza delle variazioni aumenta, piu l'inerzia dovrebbe compensare ... o no ?


EDIT: a proposito di sistemi fisici (hardware smiley-razz) , ho visto due tipologie di multirotori, una che vola cambiando le velocita' dei motori per inclinare il corpo quando si cambia direzione o ci si muove, l'altra che ruota gli assi del frame inclinando i motori ... qualcuno sa per esperienza quale sia il sistema piu stabile ? ... la teoria direbbe quello ad assi rotanti, ma fra teoria e pratica, a volte ... smiley-razz
« Last Edit: December 27, 2013, 03:44:35 am by Etemenanki » Logged

"Sopravvivere" e' attualmente l'unico lusso che la maggior parte dei Cittadini italiani,
sia pure a costo di enormi sacrifici, riesce ancora a permettersi.

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Forse sparo una ca**ata, ma aumentando la frequenza non si dovrebbero diminuire le instabilita' ? ...

Ni, nel senso che la frequenza del controllo deve essere nettamente maggiore di quella di risposta del sistema, la famosa costante di tempo, però andando molto oltre si incorre in quello che è noto come "sovra controllo", una situazione in cui le correzioni portano ad instabilità e successiva perdita del controllo.
Il motivo principale è che il sistema da controllare non riesce a stare dietro alle variazioni imposte dal controllo, non importa quale tipologia di algoritmo usiamo, col risultato che l'azione di controllo risulta sempre più inefficiente e innesca una oscillazione crescente che può portare anche alla distruzione del sistema.


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EDIT: a proposito di sistemi fisici (hardware smiley-razz) , ho visto due tipologie di multirotori, una che vola cambiando le velocita' dei motori per inclinare il corpo quando si cambia direzione o ci si muove, l'altra che ruota gli assi del frame inclinando i motori ... qualcuno sa per esperienza quale sia il sistema piu stabile ?

Tutti quelli che hanno provato a costruire multirotori in stile Avatar hanno sempre trovato moltissimi problemi di stabilità ed enormi difficoltà costruttive.
Se l'Osprey V22 usa due eliche che in realtà sono due rotori tripale, con tanto di passo collettivo (= equivalente al cambio velocità di rotazione e più efficiente), e il tilt dei rotori serve solo per passare dal volo verticale a quello orizzontale ci sarà un motivo valido ?  smiley-grin
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innesca una oscillazione crescente ...

Praticamente lo mandi in risonanza ? ... ma l'inerzia non dovrebbe impedirlo ? ... (sto cercando di immaginarmi come potrei mandare in risonanza qualcosa che, ad esempio, avesse 10Hz di frequenza di oscillazione, con un controllo da, esempio, 1KHz o piu, ma mi riesce difficile visualizzarlo, perche' a quella velocita' di controllo ci si aspetterebbe che il sistema fosse in grado di compensare piu velocemente, non di meno ...)

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Se l'Osprey V22 usa due eliche che in realtà sono due rotori tripale, con tanto di passo collettivo (= equivalente al cambio velocità di rotazione e più efficiente), e il tilt dei rotori serve solo per passare dal volo verticale a quello orizzontale ci sarà un motivo valido ?  smiley-grin

... un budget piu alto del nostro ? ... smiley-razz  smiley-mr-green

Scherzi a parte, uno dei miei progetti iniziali prevedeva proprio una cosa simile, doppie eliche controrotanti (a passo fisso, ovvio smiley-razz) per ogni motore, con 4 motori angolari ad asse variabile ... ma non sono mai riuscito a trovare in commercio dei sistemi che prevedessero l'accoppiamento meccanico di due rotori ad un'unico motore in controrotazione, e l'autocostruzione (l'avevo progettato, si smiley-razz) necessitava di un'officina meccanica di precisione (che non ho smiley-razz), quindi e' caduto nel nulla ...
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Praticamente lo mandi in risonanza ? .

No, la risonanza è un'altra cosa, ovviamente da evitare accuratamente quando si esegue il controllo di un sistema.

Quote
.. ma l'inerzia non dovrebbe impedirlo ? .

E' proprio questo il problema, il sistema non corregge nulla perché le correzioni arrivano troppo velocemente, di conseguenza l'errore non viene compensato e varia costantemente, il sistema di controllo tenta di compensare l'errore crescente con controlli di ampiezza crescente che non vengono eseguiti, o eseguiti solo parzialmente, dal sistema, questo porta alla instabilità totale, un rapido aumento dell'errore e delle oscillazioni del sistema.
Ovviamente la cosa è decisamente molto complessa dal punto di vista matematico, ho solo fatto un breve riassunto, per fortuna di solito la soglia del sovra controllo si trova molto avanti rispetto al valore ottimale della frequenza di intervento ed è difficile arrivare a tale limite.

Quote
Scherzi a parte, uno dei miei progetti iniziali prevedeva proprio una cosa simile, doppie eliche controrotanti (a passo fisso, ovvio smiley-razz) per ogni motore, con 4 motori angolari ad asse variabile ... ma non sono mai riuscito a trovare in commercio dei sistemi che prevedessero l'accoppiamento meccanico di due rotori ad un'unico motore in controrotazione,

Normalmente si realizza con una trasmissione a cinghie e una scatola di distribuzione per elicotteri birotore, però costa uno sproposito smiley
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