Capítol 14 · Software
Que voli com sobre rails
Fer tuning és ajustar filtres i PID perquè el dron respongui ràpid, sense tremolors i sense escalfar els motors. No cal per començar: quan ja hi volis amb confiança, aquí tens el mètode.
Abans de tocar el teu dron, juga amb el laboratori de PID: mou el P, el D, el feedforward i els filtres i veuràs al moment què fa cada valor. I per veure un vol teu en 3D, carrega’l a la repetició del vol.
El PID, en dues línies
P · Proporcional
Corregeix l’error actual: com de fort empeny el dron cap a on li demanes. Amb massa P, oscil·la ràpid.
I · Integral
Corregeix els errors que es mantenen en el temps, com el vent o un centre de gravetat desplaçat.
D · Derivativa
Frena el moviment abans que se’n passi, com un amortidor. Amb massa D, motors calents i soroll.
Feedforward
Reacciona directament al moviment dels sticks, sense esperar l’error. Dona resposta immediata.
La resposta a l’esglaó
Quan fas un flip, el setpoint salta de cop d’un valor a un altre: és un esglaó. Com hi arriba el giroscopi resumeix tot el tuning. El PID funciona com l’amortidor d’un cotxe: si amorteix poc, rebota; si amorteix massa, va lent. L’objectiu és l’esmorteïment crític: arribar tan ràpid com es pugui sense passar-se.
| Pujar… | Velocitat | Sobrepàs | Error mantingut | Si en sobra |
|---|---|---|---|---|
| P | Més ràpid | Més | Menys | Oscil·lació ràpida |
| I | Una mica més lent | Més | Molt menys | Rebots lents |
| D | Una mica més lent | Menys | Igual | Motors calents, soroll |
| Feedforward | Molt més ràpid | Una mica més | Igual | El gyro s’avança al stick |
Un log real, analitzat
Aquestes dues gràfiques surten d’un log de Blackbox real d’un 5" de proves, gravat a uns 3,2 kHz. Són un bon exemple de com llegir un log amb números i no a ull.
Com es llegeix: busca un cop de stick aïllat, mesura el retard quan setpoint i gyro passen per la meitat del recorregut, i el sobrepàs comparant el pic del gyro amb el setpoint. A l’espectre, el gyro filtrat no ha de tenir cap pic clar.
L’ordre que funciona
Canvia una sola cosa cada vegada, vola una bateria, toca els motors i compara.
Base
Firmware al dia, filtre RPM activat i ESC ben configurat. Hèlices noves i res que vibri.
Filtres
Redueix el filtratge a poc a poc: menys filtre vol dir menys retard, però més soroll als motors. Para quan comencin a escalfar-se.
Equilibri P/D
Amb el feedforward i l’I apagats, ajusta la relació entre P i D fins que el dron s’aturi net després de cada moviment.
Guany general
Puja el multiplicador general fins que aparegui oscil·lació o calor, i baixa’l una mica.
Torna a posar l’I
Comprova que el dron no derivi i que no tremoli en baixar.
I-term relax i anti-gravity
Eviten el rebot després dels flips i que el morro caigui quan dones gas de cop.
Feedforward
Puja’l fins que la resposta als sticks sigui tan directa com t’agradi.
Dynamic damping
Si els motors s’escalfen en vol agressiu, redueix el D només quan cal.
Rates i la resta
Per acabar, rates al teu gust i ajustos com el dynamic idle o el throttle boost.
Les bandes de soroll
A l’analitzador d’espectre del Blackbox, cada franja de freqüència té un origen diferent i una manera diferent de tractar-la.
| Freqüència | Què és | Com es tracta |
|---|---|---|
| Per sota de 20 Hz | El moviment real del dron | No es filtra |
| 20–100 Hz | Propwash i oscil·lacions | PID, mai amb filtres |
| 100–250 Hz | Ressonància del frame | Mecànica i notch dinàmic |
| Per sobre de 250 Hz | Motors i hèlices | Filtre RPM i passabaixos |
Propwash
És la tremolor que apareix en baixar o girar a través de l’aire remogut per les teves pròpies hèlices. Rarament té una sola causa: comença per la mecànica (cargols, gomes, frame rígid, motors sans), activa el filtre RPM, filtra el mínim necessari, puja una mica el D vigilant la temperatura dels motors i activa el dynamic idle. Al pilotar, en baixar inclina el dron una mica endavant per sortir de l’aire brut.
Diagnosticar el rebot
La velocitat del rebot al final d’un flip et diu quin terme tocar.
| Què veus | Causa | Què fas |
|---|---|---|
| Rebot ràpid que passa del setpoint | Balanç P/D massa alt | Més D o menys P |
| S’atura abans i després hi arriba | Balanç P/D massa baix | Menys D o més P |
| Rebot lent en acabar el moviment | L’I s’ha acumulat | I-term relax |
| Gyro per sobre o per sota en girs llargs | Falta I | Més I |
| Propwash que ja no millora i motors al 100 % | Límit mecànic (saturació) | Hèlices més adequades, motors |
Per mantenir el balanç quan puges la força, multiplica: si P = 60 i D = 35 (balanç 1,71) i puges el D a 40, el P passa a uns 68. Ho tens fet a la calculadora del balanç P/D.
Símptomes i solucions
| Símptoma | Què provar |
|---|---|
| Propwash: tremolor en baixar o en girs tancats | Filtrar menys, pujar D, provar una freqüència PWM de l’ESC de 24 kHz. |
| Oscil·lació amb molt gas | Activar o augmentar el TPA, que redueix el D a partir d’un cert gas. |
| Motors calents | Baixar D o activar el dynamic damping. Revisar hèlices i vibracions. |
| Rebot després d’un flip | Ajustar el tall de l’I-term relax. |
| El morro cau en accelerar | Pujar l’anti-gravity. |
| Deriva lentament | Revisar el centre de gravetat i pujar una mica l’I. |
Blackbox: veure el que no notes
El Blackbox grava les dades del giroscopi, els sticks i els motors durant el vol. Amb aquestes dades veus exactament on hi ha soroll o on el dron no segueix el que li demanes.
Activa’l
A la pestanya Blackbox, amb una freqüència de registre d’uns 1–2 kHz.
Vola una bateria
Fes moviments variats: girs ràpids, canvis de gas i flips.
Analitza
Obre el registre amb Blackbox Explorer, per veure les gràfiques i l’espectre de soroll, o amb PIDtoolbox, per analitzar la resposta a cada moviment.
Interpreta
A l’espectre, busca pics de soroll on el filtre no arriba. A la resposta, l’ideal és una pujada ràpida que s’atura al valor demanat, sense passar-se ni oscil·lar.
Abans de tocar res, assegura’t que el problema no és mecànic: un cargol fluix, una hèlice tocada o un coixinet gastat poden semblar un mal tuning.
Fes-ho guiat de principi a fi. El tuning guiat et prepara el Blackbox per USB, et guia per veu als vols de prova, llegeix els logs i et proposa els canvis d’un en un.
Analitza el teu log aquí mateix. L’Assistent FPV descodifica logs de Blackbox al navegador i et dona la resposta a l’esglaó, el soroll abans i després dels filtres, el mapa gas × freqüència i, amb logs de chirp, la resposta en freqüència. També fa un informe descarregable.