Capítulo 14 · Software

Que vuele como sobre raíles

Hacer tuning es ajustar filtros y PID para que el dron responda rápido, sin vibraciones y sin calentar los motores. No hace falta para empezar: cuando ya vueles con confianza, aquí tienes el método.

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Antes de tocar tu dron, juega con el laboratorio de PID: mueve el P, el D, el feedforward y los filtros y verás al momento qué hace cada valor. Y para ver un vuelo tuyo en 3D, cárgalo en la repetición del vuelo.

El PID, en dos líneas

P · Proporcional

Corrige el error actual: con cuánta fuerza empuja el dron hacia donde le pides. Con demasiado P, oscila rápido.

I · Integral

Corrige los errores que se mantienen en el tiempo, como el viento o un centro de gravedad desplazado.

D · Derivativa

Frena el movimiento antes de que se pase, como un amortiguador. Con demasiado D, motores calientes y ruido.

Feedforward

Reacciona directamente al movimiento de los sticks, sin esperar al error. Da una respuesta inmediata.

Gráfico de respuesta del dron a una orden del stick: bien ajustado llega rápido sin rebotes, con demasiado P oscila alrededor del objetivo y con poco P llega lentamente ordentiempo →Bien ajustadoDemasiado P: oscilaPoco P: lento
Esquema orientativo: es lo que verás en Blackbox cuando compares la traza de la orden (setpoint) con la del giroscopio.

La respuesta al escalón

Cuando haces un flip, el setpoint salta de golpe de un valor a otro: es un escalón. Cómo llega a él el giroscopio resume todo el tuning. El PID funciona como el amortiguador de un coche: si amortigua poco, rebota; si amortigua demasiado, va lento. El objetivo es el amortiguamiento crítico: llegar lo más rápido posible sin pasarse.

Tres respuestas al mismo golpe de stick: una rebota, otra llega rápido y se queda ahí, y otra llega tarde TRES MANERAS DE LLEGAR AL SETPOINTtiempo →°/ssubamortiguada: rebotacrítica: el objetivosobreamortiguada: lenta
Subamortiguada (rebota), crítica (el objetivo) y sobreamortiguada (lenta).
Subir…VelocidadSobreimpulsoError mantenidoSi sobra
PMás rápidoMásMenosOscilación rápida
IUn poco más lentoMásMucho menosRebotes lentos
DUn poco más lentoMenosIgualMotores calientes, ruido
FeedforwardMucho más rápidoUn poco másIgualEl gyro se adelanta al stick

Un log real, analizado

Estas dos gráficas salen de un log de Blackbox real de un 5" de pruebas, grabado a unos 3,2 kHz. Son un buen ejemplo de cómo leer un log con números y no a ojo.

Log real: el setpoint salta a 1000 grados por segundo y el gyro llega unos 16 milisegundos tarde y se pasa hasta unos 1315 UN FLIP REAL: GYRO FRENTE A SETPOINTtiempo (ms) →°/s05001000sobreimpulso +32 %retardo ≈ 16 msgyrosetpoint
El gyro llega unos 16 ms tarde y se pasa un 32 %: respuesta subamortiguada. Primero más D (o menos P) y después feedforward.
Espectro real del giroscopio: sin filtrar tiene un pico alrededor de 460 hercios; filtrado queda unos 25 decibelios por debajo RUIDO REAL CON GAS ALTOfrecuencia (Hz) →dB100200300400500600700motores ≈ 460 Hz−25 dBsin filtrarfiltrado
El ruido de los motores (300–470 Hz) queda unos 25 dB por debajo después de los filtros, y por debajo de 100 Hz el movimiento pasa entero.

Cómo se lee: busca un golpe de stick aislado, mide el retardo cuando setpoint y gyro pasan por la mitad del recorrido, y el sobreimpulso comparando el pico del gyro con el setpoint. En el espectro, el gyro filtrado no debe tener ningún pico claro.

El orden que funciona

Cambia una sola cosa cada vez, vuela una batería, toca los motores y compara.

  1. Base

    Firmware al día, filtro RPM activado y ESC bien configurado. Hélices nuevas y nada que vibre.

  2. Filtros

    Reduce el filtrado poco a poco: menos filtro significa menos retardo, pero más ruido en los motores. Para cuando empiecen a calentarse.

  3. Equilibrio P/D

    Con el feedforward y la I apagados, ajusta la relación entre P y D hasta que el dron se detenga limpio después de cada movimiento.

  4. Ganancia general

    Sube el multiplicador general hasta que aparezca oscilación o calor, y bájalo un poco.

  5. Vuelve a poner la I

    Comprueba que el dron no derive y que no tiemble al bajar.

  6. I-term relax y anti-gravity

    Evitan el rebote después de los flips y que el morro caiga cuando das gas de golpe.

  7. Feedforward

    Súbelo hasta que la respuesta a los sticks sea tan directa como te guste.

  8. Dynamic damping

    Si los motores se calientan en vuelo agresivo, reduce el D solo cuando hace falta.

  9. Rates y el resto

    Para acabar, rates a tu gusto y ajustes como el dynamic idle o el throttle boost.

Las bandas de ruido

En el analizador de espectro del Blackbox, cada franja de frecuencia tiene un origen distinto y una forma distinta de tratarla.

FrecuenciaQué esCómo se trata
Por debajo de 20 HzEl movimiento real del dronNo se filtra
20–100 HzPropwash y oscilacionesPID, nunca con filtros
100–250 HzResonancia del frameMecánica y notch dinámico
Por encima de 250 HzMotores y hélicesFiltro RPM y paso bajo

Propwash

Es el temblor que aparece al bajar o girar a través del aire removido por tus propias hélices. Rara vez tiene una sola causa: empieza por la mecánica (tornillos, gomas, frame rígido, motores sanos), activa el filtro RPM, filtra lo mínimo necesario, sube un poco el D vigilando la temperatura de los motores y activa el dynamic idle. Al pilotar, al bajar inclina el dron un poco hacia delante para salir del aire sucio.

Diagnosticar el rebote

La velocidad del rebote al final de un flip te dice qué término tocar.

Qué vesCausaQué haces
Rebote rápido que se pasa del setpointBalance P/D demasiado altoMás D o menos P
Se detiene antes y luego llegaBalance P/D demasiado bajoMenos D o más P
Rebote lento al acabar el movimientoLa I se ha acumuladoI-term relax
Gyro por encima o por debajo en giros largosFalta IMás I
Propwash que ya no mejora y motores al 100 %Límite mecánico (saturación)Hélices más adecuadas, motores

Para mantener el balance cuando subes la fuerza, multiplica: si P = 60 y D = 35 (balance 1,71) y subes el D a 40, el P pasa a unos 68. Lo tienes hecho en la calculadora del balance P/D.

Síntomas y soluciones

SíntomaQué probar
Propwash: temblor al bajar o en giros cerradosFiltrar menos, subir D, probar una frecuencia PWM del ESC de 24 kHz.
Oscilación con mucho gasActivar o aumentar el TPA, que reduce el D a partir de cierto gas.
Motores calientesBajar D o activar el dynamic damping. Revisar hélices y vibraciones.
Rebote después de un flipAjustar el corte del I-term relax.
El morro cae al acelerarSubir el anti-gravity.
Deriva lentamenteRevisar el centro de gravedad y subir un poco la I.

Blackbox: ver lo que no notas

El Blackbox graba los datos del giroscopio, los sticks y los motores durante el vuelo. Con estos datos ves exactamente dónde hay ruido o dónde el dron no sigue lo que le pides.

  1. Actívalo

    En la pestaña Blackbox, con una frecuencia de registro de unos 1–2 kHz.

  2. Vuela una batería

    Haz movimientos variados: giros rápidos, cambios de gas y flips.

  3. Analiza

    Abre el registro con Blackbox Explorer, para ver las gráficas y el espectro de ruido, o con PIDtoolbox, para analizar la respuesta a cada movimiento.

  4. Interpreta

    En el espectro, busca picos de ruido donde el filtro no llega. En la respuesta, lo ideal es una subida rápida que se detiene en el valor pedido, sin pasarse ni oscilar.

Antes de tocar nada, asegúrate de que el problema no es mecánico: un tornillo flojo, una hélice tocada o un rodamiento gastado pueden parecer un mal tuning.

Hazlo guiado de principio a fin. El tuning guiado te prepara el Blackbox por USB, te guía por voz en los vuelos de prueba, lee los logs y te propone los cambios de uno en uno.

Analiza tu log aquí mismo. El Asistente FPV decodifica logs de Blackbox en el navegador y te da la respuesta al escalón, el ruido antes y después de los filtros, el mapa gas × frecuencia y, con logs de chirp, la respuesta en frecuencia. También genera un informe descargable.