SPORT UND RACING

Flugcontroller Firmware Betaflight 3.3

Grundlagen zur Flug Controller Software Betaflight

Betaflight 3.3

[Hinweis: Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen Erfahrungsbericht]

Der Artikel befasst sich mit der Flugcontroller Firmware (Software) Betaflight 3.3. Betaflight ist eine Flugsteuerungs-Software (Firmware), wie beispielsweise auch Cleanflight, iNav oder Butterflight. Im ersten Teil geht es um das „Flashen“ der Firmware auf den Flugcontroller. Dann sind die wesentlichen Settings der Konfiguration beschrieben. Zuletzt behandelt der Artikel die „hidden Features wie z.B. das F.Port Protokoll, die Runaway Takeoff Prevention und die „Nicht-Kalman“ Filter.

Vorabinfos zur Flugcontroller Firmware

Folgende Informationen sind im Bezug zu Betaflight 3.3 zu berücksichtigen:

  • STM32F1 boards werden nur noch bis zur Betaflight Version 3.2. unterstützt
  • Für die Konfiguration ist der native Betaflight Configurator erforderlich

Betaflight Firmware Flash

Beginnen wir in dem wir den FC anstecken. Wir können uns nun mit dem FC verbinden und die Settings speichern. Dazu geben wir im CLI den Befehl „diff“ oder „dump“ ein. Diff zeigt nur die Differenz zu den Default-Werten. Dump wirft alle Settings aus, ungeachtet ob diese geändert wurden oder nicht. Entweder mit Copy und Paste oder mit dem Button „Save to File“ die Settings sichern. Wichtig ist hier die Information zum Flugcontroller zu notieren. In dem Beispiel handelt es sich um einen F4V5Pro. Dieser erfordert die Firmware für den OMNIBUSF4.

Entweder im Command Line Interface (CLI) „bl“ für Bootloader eintippen, oder die Verbindung trennen und in das Firmware Flasher Tab gehen. Beim Flashen sollte der Flugcontroller automatisch in den DFU Modus wechseln. Wenn nicht, dann stimmt eventuell etwas mit den Treibern nicht. Ein kleiner Tipp, manche Flugcontroller brauchen ein paar Einsteck-Versuche bis der DFU Modus anspringt.

Im Firmware Tab den passenden Flugcontroller, Omnibus F4 in dem Falle, und die Firmware Version auswählen. Wenn wir den Boot Button beim Einstecken gedrückt haben, dann brauchen wir manchmal den „No reboot sequence“ Switch aktiv. Wir machen einen „Full Chip Erase“, das empfiehlt sich bei einem Release Wechsel. Dazu haben wir vorhin die Settings gesichert, diese können wir im Nachhinein wieder einspielen. Mit der Baud Rate kann sich spielen wer während des Flashens auf Probleme stößt. „Unstable release“ brauchen wir nicht mehr sobald es sich um ein offizielles Release handelt und nicht mehr um einen Release Kandidat. Nach dem erfolgreichen Flashen verbinden wir uns mit dem FC und weiter geht es mit der Konfiguration.

Konfiguration von Betaflight

In dem Kapitel gehen wir nur die wesentlichen Punkte durch. Entsprechend überspringen wir das Setup Tab und starten wir mit dem Ports Tab.

Ports Tab

Je nachdem wie die Hardware verdrahtet ist, sind die UARTS zu konfigurieren. In dem Beispiel kommt ein FrSky R-XSR mit S.Bus und S.Port zum Einsatz. Wer am neuen F.Port Protokoll interessiert ist, dazu gibt es einen eigenen Beitrag. SBUS hängt mit dem invertierten Signal am UART1. Und S.Port mit dem uninvertierten am UART3. Entsprechen wählen wir bei UART1 Serial RX aus und bei UART3 S.Port. Mit Save und Reboot ist der Ports Tab abgehandelt.

Configuration Tab

Im Configuration Tab wählen wir unter „System configuration“ je nach Flugcontroller die Update und PID Loop Frequency aus. Für den in dem Beispiel verwendeten FC, ein F4 V5 Pro empfehlen sich 8/8kHz einzustellen. Eine Anmerkung an der Stelle, die sogenannten Kalman Filter bzw. BQRCF2 sind erst für 32kHz Gyro sampling Mode wirklich interessant. Ansonsten reichen auch die Standard-Filter. Wer also wie ich nur einen MPU6000 hat, kann die 32kHz Option nicht nutzen und brauch folglich auch nicht unbedingt die Kalman Filter.

Das Accelerometer brauchen die Acro Modus Piloten nicht unbedingt. Aber für crash recovery und Blackbox Lagedaten ist es trotzdem ganz nützlich. Das Mehr an CPU Load ist verkraftbar. Den Rest schalten aus, wir haben weder Baro nach Magnetometer. Beim Receiver wählen wir Serial-based receiver und SBUS aus.

Other Features

Bei „Other Features“ empfiehlt sich der Airmode, Anti_Gravity und die Dynamic_Filter. Wer hat, kann noch Telemetrie, LED_Strip und OSD aktivieren. In dem RED Trashcopter Build sind alle drei Features verfügbar. Neu im Konfigurator  ist der DSHOT Beacon Switch. Damit können die Motoren genutzt werden, um Beeps von sich zu geben. In der Beeper Konfiguration empfiehlt es sich alles abzuschalten bis auf Arming, Bat Alarms und RX Set. Letzteres ist für das Aktivieren des Beepers über die Fernsteuerung.

Bei den ESCs fällt nun die Option „disarm_kill_switch“ weg. Ein Deaktivieren der Motoren ist somit jederzeit möglich, auch unabsichtlich. Neu ist, dass nun auch der Winkel unter „Arming“ richtig funktioniert. Damit kann der maximale Winkel eingetragen werden, bei dem ein Arming möglich ist. In der Regel wird das ein kleiner Winkel sein, um ein unabsichtliches Arming zu verhindern, z.B. wenn der Copter senkrecht in der Hand getragen wird. Wer auch in Schräglage armen können will, muss den Winkel erhöhen. Noch ein Hinweis zum Armen, wenn der FC am USB hängt, kann der Copter nicht gearmt werden. Das ist eine zusätzliche Sicherheitsfunktion. Allerdings können im Motors Tab die Motoren weiterhin gestartet werden. Also ist die Empfehlung weiterhin auf der Bench die Props abzunehmen.

Weitere Tabs

Bei den restlichen Tabs hat sich nichts Wesentliches verändert, weshalb ich an der Stelle auf die immer noch Großteils gültige und umfassende Videoserie zur Betaflight Konfiguration hinweisen möchte. Wir haben nun die wesentliche Konfiguration von Betaflight 3.3 kennengelernt. Es folgen die Hidden Features, welche nicht im Configurator aufscheinen.

Hidden Features von Betaflight

Was sind hidden Features überhaupt? Das sind parametrisierbare Features die lediglich im Konfigurator nicht angezeigt werden. Über das Command Line Interface, kurz CLI, sind diese Settings konfigurierbar. Es muss bekannt sein, dass es diese Optionen gibt.

Crash Recovery

Die Crash Recovery gibt es zwar auch schon in Betaflight 3.2. Das Feature hat es aber noch nicht in den Konfigurator geschafft. Das Default Setting ist auch in 3.3. deaktiviert.

Bei einer Kollision schaltet der FC kurzzeitig in den Auto Level Modus. Damit soll der Kopter aus einem unkontrollierten Herumtrudeln nach einem Crash herausgeholt werden. Dem Piloten wir so auch Zeit verschafft, sich zu orientieren um wieder die Steuerung zu übernehmen. Das Accelerometer muss für dieses Feature eingeschalten sein. Es gibt eine Reihe an Parametern, mit denen gespielt werden kann.

Overclocking

Ebenso nicht neu ist das cpu_overclock. Mit dieser Funktion kann die CPU Taktrate erhöht werden. Bislang gab es nur ON oder OFF, nun stehen mehrere Frequenzen zur Auswahl. Damit wird der Load reduziert und die Cylce Time erhöht. Somit können Features aktiviert werden die zuvor die CPU lahmgelegt haben. Beispielsweise der 32 kHz Gyro Sampling Mode, der jede Menge CPU Ressourcen benötigt. Das Overclocking geschieht auf Kosten des Risikos der System-Instabilität bis hin zum möglichen Durchbrennen der CPU.

Runaway Takeoff Prevention

Bei der Runaway_takeoff_prevention erkennt der Flugcontroller beim Armen aufgrund des Verhaltens der PIDs, ob der Copter korrekt abhebt. Wenn er also gegensteuert, sich die Situation durch das Gegensteuern verschlimmert, liegt die Vermutung nahe, dass ein Fehler vorliegt. Beispielsweise ein Propeller verkehrt montiert, oder Motorposition oder Drehrichtung falsche oder der FC falsch herum eingebaut. Jedenfalls deaktiviert der FC automatisch die Motoren, wenn ein Fehler kannt wird. Es können Schäden oder gar Verletzungen verhindern werden. Es ist ein tolles Feature insbesondere für Anfänger.

VTX Low Power Disarm

Wer in Europa legal fliegt, braucht sich keine Gedanken um „VTX_low_power_disarm“ machen. Dieses Feature drosselt einen mittels Smart Audio verbundenen VTX auf 25 mW. Erst beim Armen wird auf die eingestellt Leistung hochgefahren. Beispielsweise 800 mW beim TBS Unify. Das verhindert ein stören der Nachbarn und ein Überhitzen.

Kalman Filter BIQUAD FIR2 Filter (BQRCF2)

Zu den Kalman bzw. BQRCF2 Filtern gibt es bereits ausreichend Videos. Wichtig zu wissen, wirklich relevant sind diese erst mit Gryo Update Frequenzen über 8kHz. Wer also keinen Gyro hat der das unterstützt wie z.B. der MPU6500, braucht sich erstmal keine Gedanken machen. Eine Anmerkung an der Stelle, starke Vibrationen sollten auch durch andere Maßnahmen eliminiert werden, nicht lediglich durch Software Filter.

Drohnenexperte - FPV Drohnenpilot

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