SPORT UND RACING

Mikro Kopter Tuning (aka Micro Copter, Tiny Whoop)

Projekt Spottdrossel

Mikro Kopter Tuning Anleitung Micro Copter Betaflight Guide Project Mockingbird

Der Tuning Guide (Teil 2) setzt Kenntnisse über Mikro Kopter und Betaflight voraus. Ich empfehle folglich, vorab den Grundlagen Teil (Teil 1) der Anleitung zu lesen. Wer allerdings nur rasch einen getunten (was für ein Wort!) Mikro Kopter haben möchte, ohne die Settings genau verstehen zu wollen, kann die CLI Commands am Ende des Dokumentes kopieren. Um diese aber sinnvoll anpassen zu können, empfehle ich diesen Guide zu lesen.

Wir werden folglich nicht mehr in die Details gehen, sondern uns nur mehr darauf konzentrieren, welche baulichen Änderungen und Software Settings (Firmware und Software werden Synonym verwendet) den Mikro Kopter besser fliegen lassen, und warum. Ich gehe auch davon aus, dass euer Mikro Kopter bereits fertig vorkonfiguriert ist und ihr ihn auch im Acro Modus steuern könnt.

Version 2 des Dokuments. Work in Progress.

Video zum Vergleich des Flugverhaltens

Der gezeigte Mikro Kopter wurde lediglich bezüglich den Software Settings verändert. Alles andere ist im original Zustand, „out of the box“. Das bedeutet, ihr könnt ohne zusätzliche Kosten, wie bessere Propeller oder stärkere Motoren, bereits ein besseres Flugverhalten erhalten.


Wer allerdings gegen andere im Wettkampf antreten möchte, muss sich leider dem Wettrüsten anschließen um wirklich eine Chance zu haben. Zumindest gute Vierblatt-Propeller, bessere bzw. neue Motoren, ein besserer Flugcontroller und ein leichterer Racing Frame sind das Minimum. Und selbstverständlich ist ein Tunen der Firmware unumgänglich. Genau das machen wir nun.

Hardware Tuning

Ich möchte an dieser Stelle das Hardware Tuning nur kurz ansprechen da ich kein Fan von Wettrüsten bin. Auch mit einem Mikro Kopter direkt aus der Schachtel kann man, bereits viel Spaß haben und auch bei Races antreten. Mittels getunten Settings lässt sich bereits viel verbessern, ohne einen einzigen Cent extra ausgeben zu müssen. Trotzdem können wir zur Vollständigkeit die Möglichkeiten durchgehen, wie auch die Hardware optimiert werden kann.

Antrieb

Die Motoren und Propeller sind ein großer Hebel um mehr Leistung und ein gutes Ansprechverhalten zu erhalten. Allerdings lässt sich die Leistung aufgrund der physikalischen Grenzen nicht beliebig erweitern. Erst der Sprung zum Brushless-Motor ermöglicht wieder neue Dimensionen. Mehr Leistung geht fast immer auf Kosten der Flugzeit. Zumindest der Racetrack sollte bis zum Ende geflogen werden können, ohne Boxenstopp.

Es gibt leistungsfähigere und/oder effizientere Motoren am Markt im Vergleich zu den originalen Motoren die es sich auszuprobieren lohnt. Die BetaFPV Motoren sind allerdings durchaus kompetetiv. Wichtig ist die richtige Motoren-Propeller Kombination zu finden. Bewährt haben sich Vierblatt-Propeller mit Motoren um die 20.000KV. Die Flugzeit ist jedoch geringer als mit Dreiblatt, der Auftrieb höher.

Akkus

Gute Akkus sind essenziell für Leistung (maximale Entladung) und Flugzeit (Kapazität). Akkus altern ab dem Moment ihrer Herstellung und altern dann nur mehr schneller oder langsamer, je nachdem wir gut wir sie behandeln. Am besten eignen sich Akkus mit moderater Kapazität um Gewicht zu sparen. Sie brauchen nur so lange halten wie der Racetrack lange ist, plus etwas Puffer.

Ich empfehle mylipo.de Akkus, da sie sehr robust und qualitativ hochwertig sind. Aber auch die BetaFPV Akkus haben ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Wichtig ist, zumindest einen JST-PH 2.0 Stecker in guter Qualität zu nehmen. Dieser muss auch regelmäßig getauscht werden. In etwa so oft wie die Motoren. Für Races empfiehlt es sich stets frische Akkus zu nutzen. Nach 2-3 Ladezyklen sind sie perfekt, danach fällt die maximale Kapazität stetig ab.

Frame und Canopy

Der Frame kann schmäler, dünner, niedriger und aus einem anderen Material beschaffen sein um Gewicht zu reduzieren. Leider geht die Gewichtsreduktion oftmals auf Kosten von Robustheit und Steifigkeit. Die Frames werden leichter kaputt und benötigen mitunter stärkere Filter-Settings aufgrund von stärkeren Vibrationen.

Diverse „Models“ sind auf Thingiverse verfügbar. Aus eigener Erfahrung haben sich die gedruckten Rahmen gegenüber den gekauften Rahmen als teurer und fragiler herausgestellt. Gleiches gilt für das Canopy.

Elektronik

Wenn es nun dazu kommt, den Flugcontroller, Cam, VTX oder RX zu tauschen, kann man sich die Frage stellen, ob man überhaupt den richtigen Mikro Kopter gekauft hat. Wenn der Flugcontroller getauscht werden soll, ist ein Wechsel auf eine für Mikro Kopter optimierte Flugsteuerfirmware überlegenswert, beispielsweise Silverware. Betaflight ist zumindest in der aktuellen Version (3.5.6) noch nicht ideal für Mikro Kopter geeignet. Abgesehen davon ist natürlich alles was mehr Leistung hat bei weniger Stromverbrauch und/oder Gewicht vorteilhaft. Aber hier endet für mich das Tuning und das Wettrüsten hat begonnen.

Software Tuning

Das Software Tuning macht nur in Kombination mit der Hardware wirklich Sinn. Insbesonderes die PIDs müssen auf die Hardware hin optimiert werden. Folglich, zuerst die Hardware tunen, dann die Software.

Wir starten den Betaflight Configurator und schließen den Mikro Copter via USB an. Im Configuration Tab gibt es ein paar wenige Einstellungen, die sich positiv auf die Flugeigenschaften auswirken.

Mixer

Die Propeller Drehrichtung ist ein sehr diskutiertes Thema. Das deutet darauf hin, dass es keine eindeutig bessere Drehrichtung gibt, sonst gäbe es nichts zu diskutieren.

Mixer Settings

Projekt Mockingbird empfiehlt jedenfalls die inverse Drehrichtung (nach außen), für eine bessere Kurvenlage. Wer die Propeller invertiert muss beim Brushed auch die Motoren tauschen.

# Optional bei Motor direction is reversed
set yaw_motors_reversed = ON

Für Brushless Motoren müssen zusätzlich zum „Motor reversed“-Schalter im Betaflight Configurator, auch die ESCs im BLHeli Configurator auf „inverted“ umgestellt werden.

BLHeli Configurator ESC Reversed bei „Props Out“

System Configuration

Eine möglichst hohe „Gyro update frequency“ und „PID loop frequency“ dinfempfehlenswert. Der Kopter wird dadurch reaktiver. Das ist besonders bei den agilen Mikro Koptern relevant. Allerdings sollte im Leerlauf der „CPU Load“ (CPU Auslastung) nicht über 20% liegen. 8k/8k gehen sich beim Beta65 mit Overclocking gerade so aus. Das Accelerometer benötigen wir für den Angle und Horizon Modus.

System configuration

set gyro_sync_denom = 1
set pid_process_denom = 1
set acc_hardware = AUTO

Camera

Der Kamerawinkel selbst wird durch dieses Setting selbstverständlich nicht verändert. Der Grund, weshalb wir hier einen Winkel eintragen ist die weitere Verarbeitung für den „FPV Angle Mix“. Den FPV Camera Angle aktivieren wir im Modes Tab über einen Schalter. Laut dem Betaflight Team wird dann beim Roll automatisch ein Yaw hinzugefügt um für den Kamerawinkel zu kompensieren.

FPV Camera Angle

Tatsächlich kann damit aber auch das Kurvenverhalten verbessert werden. Projekt Mockingbird empfiehlt die Hälfte des tatsächlichen Kamera-Winkels einzutragen.

set fpv_mix_degrees = 15

Features

Die empfohlenen Features sind: OSD, ANTI_GRAVITY und die DYNAMIC_FILTER.

Other Features

Eventuell ist noch TELEMETRY hilfreich um die PIDs über das LUA Skript von der Fernsteuerung aus zu ändern. Wer nur im Acro Modus fliegt kann zusätzlich den AIRMODE permanent aktivieren.

set feature OSD
set feature ANTI_GRAVITY
set feature DYNAMIC_FILTER

ESC/Motor Features

Beim Brushed Motor kann nach dem Aktivieren des „Motor PWM speed Separated from PID Speed“ die „Motor PWM frequency“ eingetragen werden. Damit wird das Ansprechverhalten des Motors eingestellt. Eine hohe PWM Frequenz führt zu einem direkten Ansprechverhalten. Allerdings wirkt sich eine niedrige PWM Frequenz besser auf den Schub aus. Dieser Wert kann empirisch ermittelt werden, beginnend mit 16k bis hin zu 32k. Projekt Mockingbird hat 25k als guten Wert ermittelt.

ESC/Motor Feature

Wir möchten, dass sich die Propeller immer drehen, auch bei Null Throttle. Das gibt auch bei Null Throttle Manövern noch Kontrolle über den Kopter. Ansonsten kommt er ins Trudeln. Normalerweise macht man das über den Airmode. Allerdings kam das Team vom Projekt Mockingbird zu der Erkenntnis, dass sich der Kopter im Auto-Level Modus (Ange, Horizon) bei aktiviertem Airmode bei Turbulenzen mitunter unvorhersehbar verhält, beispielsweise bei Tunnel Gates. Daher wird im Level Modus ein „Minimum Throttle“ empfohlen. Das Minimum sollte so hoch sein, dass die Motoren im Idle drehen, aber niedrig genug um kaum Schub zu erzeugen. Uns geht es hierbei nur um die stabilisierenden Kräfte durch die drehenden Propeller.

feature -MOTOR_STOP
set min_throttle = 1050
set use_unsynced_pwm = ON
set motor_pwm_protocol = PWM
set motor_pwm_rate = 25000

Arming

Für die Mikro Kopter empfiehlt es sich den „ARM Angle“ auf 180 zu setzen, und damit den Sicherheitsmechanismus zu deaktivieren. Einen Mikro Kopter unabsichtlich zu Armen ist wie von einer Drohne gestochen zu werden. Mit etwas Glück kann man den Kopter so nach Crashes noch aus einer misslichen Lage befreien. Zumindest finden wir ihn leichter, wenn wir dem Geräusch folgen. Denn die Mikro Kopter haben meist aus Gewichtsersparnisgründen keinen Beeper, der eine Sucher erleichtern würde. Weshalb wir auch die gesamte Beeper Configuration deaktivieren können.

Maximum Arming Angle

set small_angle = 180

PID Tuning

Einer der wichtigsten Faktoren für ein gutes Flugverhalten ist das Ansprechverhalten der Motoren. Dieses wird über die PIDs und neuerdings auch noch zusätzlich über „Feed Forward“ gesteuert. Wer bereits Erfahrung mit dem Tunen von Quads hat, wird sich etwas leichter tun. Denn grundsätzlich gilt für das Tunen ungeachtet der Größe das gleiche Prinzip. Der wesentliche Unterschied liegt darin, dass bei einem Mikro Quad die Anzeichen für ein „Out of Tune“ nicht ganz so offensichtlich sind. Zusätzlich sind die Brushed Motoren wesentlich träger und somit können die PIDs wesentlich höher liegen.

PIDs kurz erklärt

Kurz zur Wiederholung: Das P (Proportional) sorgt für ein möglichst rasches Erreichen des Setpoint (Steuersignal der gewünschten Position), mit dem Nebeneffekt des Übersteuerns (Overshoot). Das D (Derivative) dämpft dabei das P und bremst den Kopter je näher dieser an den Setpoint herankommt. Die Balance aus P und D steuert somit die Exaktheit der Setpoint-Erreichung („Locked In“).

D ist also eine Bremse und verbrennt somit Energie. Das führt zu Leistungsverlust und Abwärme bis hin zum Abbrennen des Motors. Das I (Integral) wirkt gegen jede Bewegung und unterdrückt somit ungewolltes Abdriften. Ein zu hohes I fühlt sich wiederum so an, als würde sich der Copter gegen die Steuersignale (Stick Input) wehren.

Wir wollen also ein Optimum zwischen einem möglichst hohem P bei möglichst kleinem D für einen reaktiven Kopter, und nebenbei ein möglichst kleines I um trotz Agilität noch stabil zu sein.

PID Tuning

Für das Tuning benötigen wir den Acro Modus. Wir sollten also in der Lage sein im Acro Modus harte Manöver zu fliegen. Zur Einfachheit beginnen wir immer mit nur einer Achse und setzen dort das I (Integral) und D (Derivative) auf einen sehr kleinen Wert (beispielsweise 5) und P (Proportional) auf einen leicht höheren Wert als P (Beispielsweise 10). Die anderen Achsen und Werte bleiben auf Werkseinstellung. Nicht zu verwechseln mit den Betaflight Defaults. Wer bereits ein Gefühl für die richtigen PIDs hat, kann natürlich schon näher am vermuteten Sollwert starten.

Nun den Mikro Kopter in die Schwebe bringen (Hover Point). Dann, je nachdem welche Achse getunt werden sollen, den Stick rasch in der jeweiligen Achse bewegen. Beispielsweise Roll von 1500 auf 1800-2000. Dann abrupt wieder auf Stick Center zurück stellen. Wir beobachten dabei die Beschleunigung und das Abbremsen. Ziel ist es, dass der Copter exakt dem Stick Movement folgt. Also ohne Verzögerung beschleunigt, und exakt beim Setpoint stehen bleibt.

PID Tunen ohne BlackBox ist Gefühls- und Erfahrungssache. Es ist keine Schande vorerst auf die empfohlenen PIDs zurückzugreifen.

Wichtiger Hinweis: Die PIDs sind für Brushed und Brushless Motoren ganz unterschiedlich. Die PIDs für den Brushed Motoren sind merklich höher und können bei einem Brushless Motor sogar zur Beschädigung führen.

Proportional und Derivative

Wir erhöhen nun nach und nach das P, bis wir ein eindeutiges Overshooting (Übersteuern) bemerken. Zu erkennen ist das Overshooting sowohl an einem „Bounceback“ (Rückpendeln) als auch an dem dafür charakteristischen Geräusch. Wichtig dabei ist die Sticks nicht auf Center zurückschnalzen zu lassen, da dies einen ähnlichen Effekt verursacht. Ein viel zu großes P kann zu einem Aufschaukeln führen und den Kopter zum Absturz bringen. Bei zu geringem P reagiert der Kopter verzögert und der Flug fühlt sich „schwammig“ an.

Dann erhöhen wir so lange das D, bis das Overshooting wieder verschwunden ist. Nun können wir wieder das P erhöhen bis zu dem Übersteuern, und wieder D erhöhen bis es kompensiert ist. Es liegt auf der Hand, dass sich P und D nicht beliebig steigern lassen. Werden die Motoren zu heiß, ist das D zu hoch. Ein zu hohes D verursacht ständiges Bremsen und Abbremsen in hoher Frequenz, was auch hörbar ist und als „singen“ bezeichnet wird. Ein zu geringes D führt zu dem bekannten Bounceback.

Bei Bruhless Motoren steigern wir zu Beginn P in 10 Schritten und D in in 5er Schritten. Die Inkremente werden natürlich immer kleiner, je näher wir zum Optimum kommen. Bei den trägeren Brushed Motoren können wir bei P in 25iger Schritten beginnen und D in 10iger Schritten.

Integral

Bei I ist das Optimum eher subjektiv. Auch wird die Stabilität I durch elektronische Hilfen wie Anti Gravity verbessert. Mit einem sehr kleinen I starten und so lange erhöhen bis der Mikro Kopter bei starken Throttle Impulsen nicht mehr wegkippt oder driftet. Wer nicht genau weiß, was I tatsächlich macht kann gerne versuchen I auf Null zu setzen und dann beobachten was passiert.

PID Settings

Es sei angemerkt, dass sich bei Yaw ein verhältnismäßig hohes P und I bewährt hat. Yaw D sollten wir bei Default (0) belassen.

# PID Profile 1
profile 0

set p_pitch = 95
set i_pitch = 22
set d_pitch = 32
set p_roll = 90
set i_roll = 20
set d_roll = 30
set p_yaw = 180
set i_yaw = 45

FeedForward

Das Feedforward bestimmt die Beschleunigung um den Setpoint zu erreichen. Ein hoher Wert führt zu einem starken Beschleunigen bei Stick Movement und starken Abbremsen beim Erreichen des gesetzten Punktes. Ein hohes F hilft folglich ein direktes Ansprechverhalten zu erhalten. Ein viel zu hohes F führt wie in zu hohes P zu Bounceback. Ein zu geringes F fühlt sich (trotz perfekter PIDs) schwammig an. Für ein gutes Ansprechverhalten empfiehlt sich ein hoher Wert.

set f_pitch = 220
set f_roll = 220
set f_yaw = 120

Raten

Die Raten sind etwas sehr Subjektives. Deshalb gebe ich nur sehr ungerne eine Empfehlung ab. Jedenfalls verträgt der Mikro Kopter stärker lineare Raten als es ein größerer Kopter. Der Mikro Kopter ist zwar an sich agil, die Motoren und das Drehmoment sind allerdings träge.

Wie im Grundlagen Teil dieser Anleitung unter Flugmodi ausgiebig beschrieben sind im Angle Modus die Raten von Roll und Pitch nicht relevant, sondern ausschließlich Angle Strength und Angle Limit. Die Raten im Angle Modus können also, ausgenommen Yaw, auf Null gesetzt werden, es macht keinen Unterschied.

Wer eine sehr lineare und direkte Steuerung haben möchte, sollte eine geringe „Super Rate“ wählen und nur mit der „RC Rate“ die gewünschte „Max Vel“ einstellen. Wer es gerne etwas weicher um Stick Center hat, benötigt eine höhere „Super Rate“. Die „RC Expo“ weicht jedenfalls ebenso die Mitte auf. Sie wird allerdings mittlerweile kaum mehr genutzt. Die „Max Vel“ kann um einiges höher sein als bei einem 5“ Kopter. Projekt Mockingbird empfiehlt +100 Max Vel.

Rates

Rate Profile für ANGLE Mode

# Raten Profil Nr 1 ANGLE
rateprofile 0

set roll_rc_rate = 0
set pitch_rc_rate = 0
set yaw_rc_rate = 205
set yaw_expo = 0
set roll_srate = 0
set pitch_srate = 0
set yaw_srate = 45

Rate Profile für Horizon Mode

# Raten Profil Nr 2 HORIZON
rateprofile 1

set roll_rc_rate = 153
set pitch_rc_rate = 153
set yaw_rc_rate = 205
set roll_expo = 0
set pitch_expo = 0
set yaw_expo = 0
set roll_srate = 72
set pitch_srate = 72
set yaw_srate = 49

Rate Profile für Acro Mode

# Raten Profil Nr 3 ACRO
rateprofile 2

set roll_rc_rate = 108
set pitch_rc_rate = 108
set yaw_rc_rate = 201
set roll_expo = 0
set pitch_expo = 0
set yaw_expo = 0
set roll_srate = 80
set pitch_srate = 80
set yaw_srate = 60

Raten auf der Fernsteuerung

Auf der Fernsteuerung selbst wird in Bezug auf Raten in der Regel nichts verändert. Die einzige Ausnahme bildet die Throttle Mitte. Die Mikro Kopter haben die Eigenheit, dass der Hover Point meist weit oberhalb der eigentlichen Throttle Mitte liegt, in Abhängigkeit zu der Akkuspannung. Wir können also die Mitte nach oben verschieben um den Hover Point auch tatsächlich bei Throttle Stick Center zu haben. Dazu auf der Fernsteuerung das Subtrim des Throttle Kanals entsprechend erhöhen. Ich arbeite lieber im unteren Bereich des Throttle Sticks, weshalb ich sehr stark von der eigentlichen Mitte (1500) abweiche (ca. 1800).

Throttle Mitte auf der Fernsteuerung

Angle/Horizon

Die „Strength“ bestimmt, mit welcher Kraft die Flugsteuerung versucht den Kopter auf Level (in die Waagerechte) zu bringen. Je höher, desto intensiver mit dem Nachteil bei zu großem Wert wieder ein Bounceback zu erzeugen.

Angle/Horizon

Die Besonderheit des Angle Modus macht somit „Angle Strength“ und „Angle Limit“ zur einzigen Möglichkeit des Ansprechverhaltens von Roll und Pitch zu beeinflussen. Ein hohes Angle Limit erhöht die mögliche Bandbreite des Stick Movements. Angle Strength beeinflusst die Kraft wie intensiv der Kopter gegen das Stick Movement zurück zur Horizontale arbeitet.

Aus diesem Grund bevorzuge ich den Horizon Mode, auch wenn das Angle Limit fehlt. Stattdessen verhindert ein relativ hoher Wert für die Transition ein ungewolltes Wechseln in den Acro Modus. Der Vorteil ist, dass die Raten entsprechend eingestellt werden können.

Ob Angle oder Horizon, es empfiehlt sich ein relativ hoher Wert für Strength. Der Copter soll dem Stick Input möglichst direkt folgen und bei Stick Center auch wieder unmittelbar in die Horizontale kommen. Wenn sich das Gefühl einstellt, der Kopter beginnt sich gegen den Stick Input zu wehren, dann ist das Optimum leicht überschritten.

# Angle Strength
set p_level = 80
# Horizon Strength
set i_level = 80
# Horizon Transition
set d_level = 95
# Angle Limit
set level_limit = 60

Feedforward Transition

Die Feedforward Transition reduziert das Feedforward je näher der Kopter dem Setpoint kommt.

PID Controller Settings

Ein hoher Wert führt zu einer sanfteren Beschleunigung und Abbremsen je näher der Copter dem gesetzten Punkt kommt. Damit werden die Bewegungen an den Enden weicher. Für das Racen wollen wir die Feedforward Transition auf 0. Für Videoaufnahmen wiederum ist 1 angenehmer für den Zuseher.

set feedforward_transition = 0

Throttle Boost

Throttle Boost ist ein Wert mit dem es sich insbesondere bei Brushed zu spielen lohnt da sie relativ wenig Schub erzeugen können. Die Motoren reagieren durch den Boost verstärkt auf rasche Throttle Stick Bewegungen. Die Beschleunigung wird verbessert und ein Absacken mitunter verhindert. Ein zu hoher Wert erschwert das Halten der Höhe. Der Copter schießt dann gerne über das Ziel hinaus.

Das ideale Setting ist von ein paar Faktoren abhängig wie Gewicht und Schubkraft. Am besten lässt sich der Wert durch Race Tracks ermitteln, die eine perfekte Höhenkontrolle erfordern. Sprich, Gates in unterschiedlicher Höhe mit wenig Spielraum nach unten und oben.

set throttle_boost = 25

I Term Rotation

Bei aktivierter “I Term Rotation” wird das I während Yaw Drehungen auf die anderen Achsen übertragen. Das steigert theoretisch die Stabilität bei Drehungen.

set iterm_rotation = ON

Vbat PID Compensation

Vom vollen 1S Akku (4,2 bzs 4,35V) bis hin zu leeren (3,1V) haben wir eine Spannungskurve. Wir haben also über den Verlauf des Fluges hinweg unterschiedliche Bedingungen und bräuchten somit unterschiedliche PIDs. Die „Vbat PID Compensation“ gleicht die Spannungsschwankungen aus und schafft so halbwegs gleiche Bedingungen über den gesamten Flug hinweg. Wichtig dabei ist es im „Power & Battery“ Tab die maximale Spannung richtig einzustellen, da dieses Setting in die Berechnung einfließt.

set vbat_pid_gain = ON
# für normale Akkus 42-44 für HV Akkus 44-46
set vbat_max_cell_voltage = 45

I Term Relax

Das I Term Relax reduziert bei starken Bewegungen kurzfristig das I. Das reduziert Bounceback am Ende von harten Manövern. Da wir ein relativ hohes I bei Yaw haben, empfiehlt es sich die Yaw Achse mitzunehmen. Auch wollen wir ausschließlich den Stick Input bewerten. Bewegungen von außen, beispielsweise durch Turbulenzen oder Crashes sollen das I nicht reduzieren.

# I Term Relax bei allen Achsen, auch Yaw
set iterm_relax = RPY
# I Term Relax nur bei starken Stick Movements
set iterm_relax_type = SETPOINT

Anti Gravity

Anti Gravity beeinflusst das I bei starken Throttle Änderungen. Wie stark die Beeinflussung ist, stellen wir mit den Anti Gravity Settings ein. Das I wird um den angegebenen Faktor multipliziert. Je höher also das I von vornherein, desto geringer kann der Wert gesetzt sein. Wir können einen Verlauf einstellen, oder einen Schwellwert. Am besten mit starken Trottle Impulsen ausprobieren, welches Setting für einem selbst passend ist. Ich persönlich nutze grundsätzlich nur wenig I, und belasse die Settings für Anti Gravity ebenso relativ niedrig.

Anti Gravity Mode

Ich referenziere auf das Mockingbird Projekt, welche folgende Settings empfiehlt.

set anti_gravity_mode = STEP
set anti_gravity_threshold = 350
set anti_gravity_gain = 5000

Throttle

Die Throttle Kurve kann angepasst werden um beim Hover Point etwas abzuflachen. Das unterstützt beim Halten der Höhe. Wer Probleme mit der Höhenkontrolle hat kann mit diesem Parameter etwas nachhelfen.

Throttle

Die Throttle MID gibt dabei die Stick Position beim Hover Point an. Das Throttle EXPO besagt wie stark die Kurve an der Stelle abgeflacht sein soll.

 set thr_mid = 60
set thr_expo = 25

TPA

Das TPA beeinflusst die PIDs bei Überschreitung eines gewissen Throttle-Schwellwertes. Aufgrund des relativ hohen Throttle beim Brushless empfiehlt sich auch ein etwas höherer Schwellwert als in den Default Settings.

set tpa_rate = 15
set tpa_breakpoint = 1850

Filter Settings

Aufgrund eines fehlenden Dataflash Chip am Beta65 ist eine Analyse der Vibrationen (Noise) nicht möglich. Mit den dynamischen Filtern werden wir einen Gutteil des Noise abfangen. Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Default-Settings gut funktionieren.

Filter Settings

Ich referenziere auf das Mockingbird Projekt, wo Blackbox Daten ausgewertet wurden und daraus entsprechende Filter Settings abgeleitet wurden.

set gyro_lowpass_type = PT1
set gyro_lowpass_hz = 100
set gyro_lowpass2_type = PT1
set gyro_lowpass2_hz = 751

profile 0
set dterm_notch_cutoff = 0
set dterm_lowpass_type = BIQUAD
set dterm_lowpass_hz = 100
set dterm_lowpass2_hz = 200

Receiver

Deadband

Die einzige empfehlenswerte Änderung ist, je nach der Qualität der Gimbals und dem Jitter, einen entsprechenden Toleranzbereich einzutragen. Auch empfiehlt sich, das Stick Center regelmäßig zu prüfen und zu justieren. Ausgenommen bei Throttle sollte Stick Center immer bei 1500 liegen, sonst erhält der Kopter ständig störende Steuersignale.

Receiver

set deadband = 1
set yaw_deadband = 1

Modes

Im Modes Tab empfiehlt es sich, im Angle oder Horizon Modus auch den FPV ANGLE MIX zu aktivieren. Am einfachsten wird der „FPV Angle MIX“ wird auf den gleichen Switch bei der gleichen Range gelegt. Für den Acro Modus wiederum empfiehlt es sich den AIR MODE zu aktivieren

Ich habe auf AUX1 ARM und Horizon bei Position 2 und nur ARM auf Position 3. Entsprechend schalte ich bei AUX1 Position 2 den FPV Angle Mix hinzu und bei Position 3 den Airmode.

aux 0 0 0 1300 2100 0 0
aux 1 2 0 1300 1700 0 0
aux 2 28 0 1700 2100 0 0
aux 3 30 0 1300 1700 0 0

Adjustments

Möchte jemand das Rate Profil wechseln, kann das Adjustments Tab nutzen. Wird dabei der gleiche AUX Channel aktiviert, wie für die Auswahl der Flugmodus, kann so ein bestimmtes Rate Profile an einen bestimmten Flugmodus gekoppelt werden.

Adjustments

In diesem Beispiel ist bei AU1 Position 1 (Disarm) das Raten Profil 1 aktiv. Bei Position 2 (Horizon) das Raten Profil 2 und bei Position 3 (Acro) das Raten Profil 3. Der Parameter „using slot“ korreliert dabei leider nicht mit der Profilnummer.

Alternativ kann das Adjustment auf einen freien Kanal gebunden werden, beispielsweise AUX2. So kann mit einem eigenen Schalter zwischen den Profilen umgeschaltet werden, unabhängig vom Flugmodus.

Adjustments

Jene Zeile die zu erst kommt gewinnt. Es kann also der Wechsel der Raten Profile auf zwei Schalter gelegt werden.

adjrange 0 0 0 900 1300 12 0 0 0

OSD

Es empfiehlt sich das FPV Bild möglichst sauber zu halten. Der Craft Name sollte Pflicht sein, um erkennen zu können wer einen VTX Kanal belegt. Die Warnings sind noch sehr hilfreich. Ansonsten ist nur noch die Main Batt Voltage wichtig. Alles andere lenkt nur vom Fliegen ab.

set osd_craft_name_pos = 2412
set osd_warnings_pos = 2345
set osd_vbat_pos = 2093
# aufgrund des Overcklockings empfohlen
set osd_warn_core_temp = ON

CLI

Es gibt nun noch ein paar CLI Commands weil nicht alle Parameter in der grafischen Benutzeroberfläche dargestellt sind.

Empfohlene Einstellungen

# Verhindert ein fälsches Disarmen
set runaway_takeoff_prevention = OFF

# Erhöhen der Prozessorleistung
set cpu_overclock = 108MHZ

# Settings für FrySky D16
set frsky_spi_tx_id = 18,72
set frsky_spi_offset = 79
set frsky_spi_bind_hop_data = 0,25,50,75,100,125,150,175,200,225,15,40,65,92,115,140,165,190,215,5,30,55,80,105,130,155,180,205,230,20,45,70,95,120,145,170,195,222,10,35,60,85,110,135,160,185,210,0,0,0
set frsky_x_rx_num = 1

# Bei Beta65 gibt es keinen Speicher für BlackBox Daten
set blackbox_device = NONE

# Parameter für Power und Battery für Beta65
set vbat_min_cell_voltage = 31
set vbat_warning_cell_voltage = 32
set current_meter = NONE
set vbat_scale = 114

Empfehlungen aus den Projekt Mockingbird

# deaktiviert Airmode unter 15% Trottle
set airmode_start_throttle_percent = 15

# diese Parameter fügen im ANGLE MODE beim Pitch und Roll etwas Throttle hinzu um ein Absinken zu verhindern.
set thr_corr_value = 3
set thr_corr_angle = 600

# Aufgrund der hohen PIDs bei Brushed Motoren ist eine höhere PIDSUM erforderlich
set pidsum_limit = 1000
set pidsum_limit_yaw = 1000

# über diesen Trick erhalten wir mehr Kraft aus den Motoren
set throttle_limit_type = CLIP

# diese Parameter erleichtern über Kopf Manöver beispielsweise Power Loops
set horizon_tilt_effect = 80
set horizon_tilt_expert_mode = ON

PID Profil für Beta65 Pro Brushed

# Betaflight / MATEKF411RX (M41R) 3.5.6 Feb 16 2019 / 13:21:27 (c28ca22f9) MSP API: 1.40

board_name MATEKF411RX
manufacturer_id

# name
name MyQUAD

# map
map TAER1234

# aux
aux 0 0 0 1300 2100 0 0
aux 1 2 0 1300 1700 0 0
aux 2 28 0 1700 2100 0 0
aux 3 30 0 1300 1700 0 0

# adjrange
adjrange 0 0 0 900 1300 12 0 0 0

# rxrange
rxrange 0 988 2012
rxrange 1 988 2012
rxrange 2 988 2012
rxrange 3 988 2012

# master
set gyro_lowpass2_hz = 751
set dterm_lowpass_type = BIQUAD
set fpv_mix_degrees = 15
set airmode_start_throttle_percent = 15
set blackbox_device = NONE
set min_throttle = 1050
set motor_pwm_rate = 25000
set thr_corr_value = 3
set thr_corr_angle = 600
set bat_capacity = 250
set vbat_max_cell_voltage = 45
set vbat_min_cell_voltage = 32
set vbat_warning_cell_voltage = 33
set current_meter = NONE
set vbat_scale = 114
set small_angle = 180
set deadband = 1
set yaw_deadband = 1
set pid_process_denom = 1
set runaway_takeoff_prevention = OFF
set osd_warn_esc_fail = OFF
set osd_warn_core_temp = ON
set osd_vbat_pos = 2093
set osd_rssi_pos = 34
set osd_tim_2_pos = 54
set osd_flymode_pos = 217
set osd_current_pos = 353
set osd_mah_drawn_pos = 322
set osd_craft_name_pos = 2412
set osd_warnings_pos = 2345
set osd_disarmed_pos = 235
set vcd_video_system = NTSC
set frsky_spi_tx_id = 84,114
set frsky_spi_offset = 54
set frsky_spi_bind_hop_data = 5,68,135,198,28,93,158,223,53,118,183,13,78,143,208,38,103,168,233,63,128,193,23,88,153,218,48,113,178,8,73,138,203,33,98,163,228,58,123,188,146,83,148,213,43,108,173,0,0,0
set frsky_x_rx_num = 2

# PID profile
profile 0

set dterm_notch_cutoff = 0
set vbat_pid_gain = ON
set anti_gravity_mode = STEP
set anti_gravity_threshold = 350
set anti_gravity_gain = 5000
set feedforward_transition = 0
set iterm_relax = RPY
set iterm_relax_type = SETPOINT
set pidsum_limit = 1000
set pidsum_limit_yaw = 1000
set throttle_boost = 25
set p_pitch = 95
set i_pitch = 22
set d_pitch = 32
set f_pitch = 220
set p_roll = 90
set i_roll = 20
set d_roll = 30
set f_roll = 220
set p_yaw = 180
set f_yaw = 120
set p_level = 90
set i_level = 90
set d_level = 95
set level_limit = 60
set horizon_tilt_effect = 80
set horizon_tilt_expert_mode = ON

# Raten Profile Nr 1 ANGLE
rateprofile 0
set thr_mid = 60
set thr_expo = 25
set roll_rc_rate = 0
set pitch_rc_rate = 0
set yaw_rc_rate = 205
set yaw_expo = 10
set roll_srate = 0
set pitch_srate = 0
set yaw_srate = 45
set tpa_rate = 15
set tpa_breakpoint = 1850
set throttle_limit_type = CLIP

# Raten Profil Nr 2 HORIZON
rateprofile 1

set thr_mid = 60
set thr_expo = 25
set roll_rc_rate = 153
set pitch_rc_rate = 153
set yaw_rc_rate = 205
set roll_expo = 0
set pitch_expo = 0
set yaw_expo = 0
set roll_srate = 72
set pitch_srate = 72
set yaw_srate = 49
set tpa_rate = 15
set tpa_breakpoint = 1850
set throttle_limit_type = CLIP

# Raten Profil Nr 3 ACRO
rateprofile 2
set thr_mid = 60
set thr_expo = 25
set roll_rc_rate = 108
set pitch_rc_rate = 108
set yaw_rc_rate = 201
set roll_expo = 0
set pitch_expo = 0
set yaw_expo = 0
set roll_srate = 80
set pitch_srate = 80
set yaw_srate = 60
set tpa_rate = 15
set tpa_breakpoint = 1850
set throttle_limit_type = CLIP

DIFF für BetaFPV Beta65 Pro (Brushless)

set dshot_idle_value = 500
set motor_pwm_protocol = DSHOT600

# PID Profil für Beta65 Pro Brushed
profile 0

set p_pitch = 62
set i_pitch = 17
set d_pitch = 31
set f_pitch = 100
set p_roll = 62
set i_roll = 15
set d_roll = 31
set f_roll = 100
set p_yaw = 90
set f_yaw = 100

Drohnenexperte - FPV Drohnenpilot

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