Poniżej: jak odróżnić prawdziwą utratę synchronizacji od podobnych usterek, skąd się bierze i co zmieniać po kolei. Najpierw sprzęt, potem ustawienia regulatora, na końcu Betaflight.
Co się dzieje w regulatorze
Regulator w dronie nie ma czujnika, który mówiłby mu, gdzie jest wirnik. Odczytuje to z siły elektromotorycznej wstecznej na fazie, która w danej chwili nie jest zasilana. Kiedy to napięcie przechodzi przez środek zakresu (przejście przez zero), regulator wie, kiedy wykonać następny krok komutacji. Wiki Bluejay opisuje to jako stały cykl: komutacja, rozmagnesowanie, przejście przez zero i od nowa.
Słabym punktem jest rozmagnesowanie. Tuż po komutacji na wyłączonej fazie pojawia się skok napięcia od indukcyjności uzwojenia, który wygląda jak przejście przez zero, choć tego jeszcze nie było. Regulator musi go przeczekać. Im większy prąd pobiera silnik, tym dłużej to trwa, więc najdłużej przy gwałtownym przyspieszaniu i dużym obciążeniu. Jeśli rozmagnesowanie nachodzi na prawdziwe przejście przez zero, regulator nie wie już, kiedy przełączyć fazy. Gubi synchronizację, a silnik staje.
Czasem regulator się z tego wydobędzie. Oscar opisuje komutację „na ślepo”: regulator szacuje położenie wirnika bez informacji zwrotnej i próbuje znów złapać rytm. Jeśli mu się uda, kończy się na krótkim zacięciu i lecisz dalej. Jeśli nie, silnik staje, a dron koziołkuje do ziemi.
Czy to na pewno utrata synchronizacji?
Na początek wystarczy prosta zasada Oscara:
- Stają wszystkie cztery silniki i dron spada płasko: to nie utrata synchronizacji. Szukaj przyczyny w trybie awaryjnym („failsafe”) albo w zaniku zasilania.
- Dron gwałtownie przewraca się albo obraca w stronę jednego rogu, a pozostałe silniki dalej się kręcą: to pasuje do utraty synchronizacji.
Ten sam obraz mogą dać jeszcze trzy usterki, które wymienia Oscar: silnik spalony od zbyt dużego prądu, regulator, który się przegrzał albo wyłączyła go ochrona temperaturowa, i gwałtowny spadek napięcia akumulatora, przez który regulator na moment traci zasilanie. Praktyczna różnica: po utracie synchronizacji silnik zwykle znów normalnie kręci się na stole, a spalony zostaje uszkodzony.
Najpewniejszą odpowiedź da Blackbox
Jeśli nagrywasz logi, otwórz log w Blackbox Explorer i obejrzyj sygnały silników z chwili kraksy. Kiedy silnik staje, przestaje dawać ciąg. Betaflight każe mu kręcić coraz mocniej, więc polecenie dla tego silnika skacze do 100%, a dron i tak opada w jego stronę. Właśnie ten skok Oscar uważa za znak rozpoznawczy. Bez logu przejrzyj nagranie klatka po klatce. Róg, który opada pierwszy, wskazuje silnik do sprawdzenia.
Jeśli regulatory mają oprogramowanie z rozszerzoną telemetrią DShot (EDT) w wersji 2.0, regulator może to zgłosić sam. Poradnik Betaflight o filtrowaniu RPM podaje, że EDT 2.0 dodaje dane o stanie, które sygnalizują rozmagnesowanie, utratę synchronizacji i zatrzymanie silnika, a także maksymalny wskaźnik rozmagnesowania. Wiki Bluejay dodaje, że ten wskaźnik można zapisywać w logu i sprawdzić, czy dany zestaw silnika i śmigła nie pracuje na granicy.
Najpierw sprawdź sprzęt
Strona VoltaraRC z rozwiązywaniem problemów nazywa silnik, który staje albo się zacina w locie i przewraca drona przy dodaniu gazu, typowym objawem utraty synchronizacji. Ustawienia regulatora zostawia na sam koniec:
- Stan śmigieł i silników. Wygięte albo wyszczerbione śmigło i silnik po uderzeniu najłatwiej wykluczyć.
- Łożyska. Pokręć każdym silnikiem ręką i porównaj. Ten z chropowatym łożyskiem od razu się wyróżni.
- Luty przewodów fazowych i okablowanie. Pęknięty lut albo nadcięty przewód może przez jakiś czas działać, a potem zawieść od drgań.
- Dopiero wtedy zmniejsz o jeden stopień moc rozruchu (o niej niżej).
Jeśli kłopot wraca na tym samym rogu, podłącz ten silnik do innego wyjścia regulatora. VoltaraRC proponuje ten test przy silniku, który zacina się przy starcie, ale tutaj działa tak samo. Jeśli usterka przechodzi razem z silnikiem, winny jest silnik: uzwojenie, łożysko, zanieczyszczenia przy magnesach albo luty w miejscu, gdzie przewody łączą się z uzwojeniem. Jeśli zostaje na tym samym wyjściu, sprawdź jego pola lutownicze, przewody fazowe i złącza, zanim ruszysz ustawienia.
Kolejne punkty z poradnika SpeedyBee:
- Za długie śruby silnika mogą dotykać uzwojenia. Silnik zachowuje się wtedy nieprzewidywalnie, a nawet może się spalić.
- KV niedopasowane do liczby ogniw. SpeedyBee zaleca silniki 2300-2700KV do 4S i 1700-1900KV do 6S.
- Za wysoka częstotliwość PWM, którą SpeedyBee łączy z zacinaniem się i grzaniem silników. Radzi zacząć od najniższej wartości (zwykle 16 kHz), podnosić ją stopniowo i po każdym locie sprawdzać ręką temperaturę silników.
Kondensator i obciążenie
Oscar traktuje kondensator o niskim ESR na zasilaniu regulatora jako obowiązkowy. Zmniejsza zakłócenia elektryczne, a według Oscara to one często są źródłem problemu. Jeśli dron nie ma kondensatora, przylutuj go, zanim zaczniesz zmieniać cokolwiek w oprogramowaniu.
Liczy się też obciążenie. Wiki Bluejay wyjaśnia, że czas rozmagnesowania rośnie z prądem, więc mocno obciążony silnik jest bliżej granicy. Dodaje, że w wolniej kręcącym się silniku rozmagnesowanie ma mniejszą szansę najść na przejście przez zero, i z tego powodu sugeruje śmigło o większym skoku.
Ustawienia regulatora, które pomagają
Zmieniaj jedno ustawienie naraz i po każdej zmianie sprawdzaj drona w locie. VoltaraRC też to podkreśla. Tylko tak będziesz wiedzieć, co naprawdę pomogło.
Bluejay (regulatory BLHeli_S)
Wiki Bluejay wymienia trzy ustawienia:
- Ograniczenie mocy według obrotów („RPM Power Protection (Rampup)”) ogranicza moc w zależności od tego, jak szybko kręci się silnik. Niższa wartość zmniejsza skoki mocy przy gwałtownym przyspieszaniu i może ograniczyć utratę synchronizacji, kosztem przyspieszenia i prędkości maksymalnej.
- Kompensacja rozmagnesowania („Demag Compensation”) ustala, jak mocno regulator obcina moc w czasie rozmagnesowania. W ustawieniu „High”, gdy Bluejay w kroku komutacji nie znajdzie rozmagnesowania, po którym następuje przejście przez zero, obcina moc do nadejścia następnej ramki DShot. Pomaga to na utratę synchronizacji i kosztuje trochę osiągów.
- Wyprzedzenie komutacji („Motor Timing”). Według wiki przy większym wyprzedzeniu regulator rzadziej gubi synchronizację i może dać więcej mocy, kosztem sprawności.
Odpowiedzi na częste pytania (FAQ) w wiki Bluejay dodają mniej oczywisty trop: czas martwy i częstotliwość PWM. W regulatorach z czasem martwym 30 lub większym częsta utrata synchronizacji, zacinanie się i silniki, które po uzbrojeniu nie ruszają równo, to powód, żeby spróbować niższej częstotliwości PWM.
BLHeli_32 i BLHeli_S
Oscar radzi w BLHeli obniżyć moc rozruchu („Rampup Power”, dawniej „Startup Power”), na przykład do 0,125 w BLHeli_S albo do 12% w BLHeli_32, i ustawić kompensację rozmagnesowania na „High”. Jeśli potem śmigła po uzbrojeniu ruszają z wahaniem, podnoś moc rozruchu po trochu, aż silniki zaczną startować płynnie. W poradniku o BLHeli_32 Oscar zaleca zostawić kompensację rozmagnesowania na wartości domyślnej i przestawiać ją na „High” dopiero wtedy, gdy pojawi się utrata synchronizacji, bo „High” trochę osłabia przyspieszenie. W większości dronów wystarcza mu „Medium”. Jego krótka lista na utratę synchronizacji w BLHeli_32: kompensacja na „High”, większe wyprzedzenie komutacji, mniejsza moc rozruchu.
AM32
Przy AM32 rady Oscara dotyczą głównie wyprzedzenia komutacji. Ustawia 15° albo automatyczne i ostrzega przed schodzeniem znacznie niżej, chyba że dron jest wyjątkowo duży (8-10 cali), bo przy zbyt małym wyprzedzeniu rośnie ryzyko utraty synchronizacji. W nowszych wersjach sprawdź też pole szybkości narastania („Ramp rate”). Czytelnik w komentarzu pod poradnikiem Oscara o AM32 znalazł po aktualizacji 0,1% na milisekundę w dronie Seeker 3. Dron przewracał mu się przy dodaniu gazu, dopóki nie ustawił wartości 16. To jedna relacja, ale sprawdzenie zajmuje dziesięć sekund.
VoltaraRC dodaje przydatne rozróżnienie, niezależne od oprogramowania. Jeśli silnik gubi synchronizację głównie przy bardzo wysokich obrotach, może pomóc nieco większe wyprzedzenie. Jeśli głównie wtedy, gdy rozkręca się z niskich obrotów, mniejsze wyprzedzenie czasem sprawia, że silnik łagodniej to znosi.
Ustawienia Betaflight, które pomagają
Obroty jałowe i dynamiczne obroty jałowe
Synchronizacja gubi się także na dole zakresu gazu, kiedy zdejmiesz gaz do zera, a śmigła za bardzo zwolnią. Poradnik Betaflight o filtrowaniu RPM podaje, że dynamiczne obroty jałowe („Dynamic Idle”), które na podstawie telemetrii obrotów nie pozwalają im spaść za nisko, lepiej chronią przed utratą synchronizacji niż zwykłe obroty jałowe. Wymagają dwukierunkowego DShot. Jeśli go nie masz, Oscar radzi podnieść wartość obrotów jałowych silnika („Motor Idle”) z domyślnych 5,5 do około 6,5-7. Domyślne 5,5 uważa za dość zachowawcze w mniejszych dronach.
VoltaraRC opisuje pokrewny objaw: powolne bujanie zaraz po zdjęciu gazu, najczęstsze w małych, mocnych dronach. Bardzo szybkie hamowanie spycha silniki w zakres niskich obrotów, gdzie ciągu jest mało, a regulatorowi bez czujników trudniej śledzić wirnik. VoltaraRC radzi łagodniejsze zwalnianie w regulatorze, w razie potrzeby nieco wyższe obroty jałowe i podniesienie albo wyłączenie dynamicznych obrotów jałowych w Betaflighcie. Mocy rozruchu nie ruszaj, jeśli silniki przyspieszają bez zarzutu.
DShot, pętla PID i obciążenie procesora
Używaj DShot. Bluejay i tak nie obsługuje innych protokołów. Poradnik Betaflight zaleca DShot300 przy pętli PID 4k, DShot600 przy 8k8k, a DShot150 z pętlą PID 2k (8k2k) w starszych regulatorach L (EFM8BB1), bo ich mikrokontroler jest za wolny, żeby niezawodnie odbierać dane szybciej.
Zajrzyj do zakładki silników („Motors”) z podłączonym akumulatorem. Według poradnika Betaflight błąd nie powinien przekraczać 1%. Wpisz też w CLI tasks: wiersz GYRO/PID powinien pokazywać częstotliwość zgodną z ustawioną pętlą, z odchyłką poniżej 1%. W komentarzach pod artykułem Oscara o utracie synchronizacji dwóch czytelników pozbyło się problemu, schodząc z DShot600 i 8k na DShot300 i 4k. Jeden z nich, na kontrolerze F722 z BLHeli_32, widział w tasks szczytowe obciążenie procesora powyżej 100% i kilka procent błędów obrotów w zakładce silników. Po zmianie jedno i drugie zniknęło. To relacje z pojedynczych dronów, nie test, ale przeciążony kontroler lotu warto wykluczyć.
Styl latania
Oscar wymienia gwałtowne zmiany obrotów wśród głównych przyczyn: ostre manewry i mocne hamowanie w locie akrobacyjnym, kiedy regulator może nie nadążyć z dostosowaniem komutacji. Mocne dodanie gazu to też duży prąd, a wtedy rozmagnesowanie trwa najdłużej. Jeśli cała reszta jest w porządku, a synchronizacja gubi się tylko przy jednej figurze, rozsądnym kompromisem jest łagodniejsze jej latanie, dopóki testujesz ustawienia.
Krótka lista kontrolna
- Potwierdź utratę synchronizacji: opada jeden róg, a polecenie dla silnika w Blackboxie skacze do 100%.
- Śmigła, łożyska, luty przewodów fazowych, śruby silników, kondensator.
- Podłącz podejrzany silnik do innego wyjścia i sprawdź, czy usterka idzie za silnikiem, czy zostaje przy regulatorze.
- Sprawdź śmigło i KV względem liczby ogniw.
- Regulator: moc rozruchu o stopień niżej, kompensacja rozmagnesowania na „High” (Bluejay, BLHeli), nieco większe wyprzedzenie, jeśli problem pojawia się przy wysokich obrotach.
- Betaflight: dynamiczne obroty jałowe albo nieco wyższe zwykłe, DShot dobrany do pętli, błąd poniżej 1% w zakładce silników i równa pętla w
tasks.