DOVE ACQUISTARLO?
Stack dalle buone prestazioni e dal prezzo contenuto ma c’è sempre il ma…
Carissimi lettori, il nostro staff del blog AttaccoFPV By RhobbyFPV è lieto di condividere con voi una scoperta che ci ha lasciato a dir poco sorpresi. Stiamo parlando dei test effettuati impiegando uno stack economico, prodotto da HAKRC, che però si è rivelato affidabile e dalle prestazioni incredibilmente elevate, se paragonate al suo prezzo di acquisto.
Quando abbiamo effettuato questo acquisto la spesa sul noto sito Aliexpress è stata di circa 78€. A quella cifra abbiamo acquistato uno stack con processore F722 con doppio giroscopio ICM42688, scelta che non ci fa rimpiangere l’amato MPU6000 in quanto il doppio giroscopio aiuta a gestire molto meglio il quadricottero, ed un regolatore ESC dei motori da 50A. Normalmente questa configurazione non è acquistabile a meno di 120/130€.
Vediamo però nel dettaglio cosa abbiamo acquistato.
Unboxing
Lo stack arriva nella classica scatolina quadrata con il marchio HAKRC ben visibile sotto il coperchio superiore. Appena aperta la confezione vi appare subito la scheda controllo volo FC.
La scheda sembra ben fatta, con la base PCB composta da un foglio di rame ispessito da teflon a 6 strati di fascia alta, prodotta tramite processo con foro di collegamento dei moduli in resina di fascia alta, con una forte capacità anti-interferenza. I regolatori di tensione presenti (5-3,3V e 10V) sono di livello industriale, resistenti alle alte temperature. Sia il processore F722 che i componenti della OSD, giroscopio, accelerometro, sono tutti ben posizionati sulla scheda e inoltre è presente una porta USB Type C, necessaria per il collegamento al PC della scheda stessa. Girando la scheda sotto sopra si possono notare i diversi connettori dritti per una facile installazione e senza saldature. Questa idea rispecchia quello che avevamo già trovato sulla scheda Goku di Flywoo, quella che vi avevamo presentato in questo articolo, a cui sembra ispirarsi HAKRC, anche per la presenza del doppio connettore ESC. Avete letto bene, anche questa scheda è in grado di gestire 2 ESC e quindi far volare droni a 8 motori come i cine lifter tipo il modello iFlight Taurus X8.
Un’altra chicca che noterete nella parte inferiore della scheda FC è la presenza di 4 luci LED illusion programmabili.
Estraendo dalla confezione la scheda controllo volo, troviamo poi la scheda ESC. Anche qua possiamo subito notare come i componenti siano di buona fattura e posizionati bene sulla scheda PCB. I driver 3 in 1 modello IC drive FD6288Q e i condensatori Murata sono componenti di alto livello che, uniti ad una buona scheda PCB, dovrebbero garantire un’alta durabilità del prodotto. Entrambe le schede hanno PAD metallizzati che consentono una facile saldatura dei cavi di collegamento.
Rimuovendo l’ESC dalla scatola troviamo anche i vari accessori, tra cui:
- vari cavetti con terminali JST di varie dimensioni per il collegamento degli ESC, della AIR Unit di DJI o CADDX Vista, dell’accessorio HGLRC WS2812 buzzer + led (non incluso), di VTX Analogica, di ricevente compatibile crossfire/elrs;
- viti M2 lunghe per il fissaggio alla piastra del drone;
- condensatore da 470µF – 35V;
- set di distanziali in gomma siliconica colore arancione;
- cavi AWG siliconici AWG 12 e connettore XT60 per alimentazione da batteria.
Montaggio
Entrambe le schede presentano i classici fori 30x30mm e l’ESC 50A 4in1 presenta anche i fori 20x20mm, quindi potrebbe essere idonea anche per l’uso con schede mini FC.
Abbiamo installato lo stack su un frame Speedybee Mario da 5 pollici. A differenza di schede di altri produttori, i cavi di alimentazione batteria e i cavi di collegamento dei motori si sono saldati molto bene grazie ai pad abbastanza larghi, provvisti del foro o scanalatura che agevola il posizionamento della testa del conduttore, su cui non era stato applicato troppo antiossidante che spesso impedisce la realizzazione di saldature solide.
Anche per quanto riguarda i collegamenti fatti sulla scheda di controllo volo non abbiamo trovato grossi problemi. A riguardo vi ricordiamo che la scheda è provvista di vari connettori JST che vi consentiranno di collegare le periferiche principali, quali vari tipi di ricevente radio. Nel nostro caso abbiamo usato la ricevente SUPER D ELRS 2,4Ghz di Betafpv, che potete trovare a questo link, le trasmittente video (VTX) analogiche / digitali più comuni, i led e il buzzer.
Per quanto riguarda la costruzione del drone da noi realizzata con questo stack, si è preferito procedere alla saldatura dei cavetti di collegamento che rende più affidabile l’utilizzo del quadricottero stesso. Tra l’altro il connettore del collegamento della VTX presenta una pecca importante: l’alimentazione. Viene infatti erogata solo la tensione a 5V mentre sarebbe stato di gran lunga preferibile un collegamento Vbat, cioè il collegamento alimentato direttamente dalla batteria. Dovendo montare una Caddx Vista abbiamo saldato i cavetti di alimentazione sui pad Vbat e GND che sono presenti sulla scheda FC. Le 6 UART, porte seriali, disponibili ci hanno consentito anche di collegare la ricevente ELRS, la Caddx Vista, il GPS mantenendo anche attivo l’ingresso per la telemetria ESC che nel caso di questa scheda è assegnato alla UART 5.
Una volta fatti tutti i collegamenti e verificato che non vi fossero problemi di alimentazione, (ricordate sempre di verificare la continuità, che non deve esserci, tra polo negativo e polo positivo della Batteria e di usare un ShortSaver circuit, prodotto che potete trovare a questo link, quando alimentate il sistema le prime volte), ci siamo spostati al computer per la configurazione mediante Betaflight. Il collegamento avviene utilizzando un cavetto USB Type C.
Configurazione
Per quanto riguarda la configurazione non c’è molto da dire se non il fatto che dovete tener conto della presenza di due giroscopi modello ICM42688 montati sulla stessa scheda. Avrete quindi una frequenza di interazione sul Bus Gyro di 8kHZ mentre avrete una frequenza di aggiornamento del loop PID di 4kHZ. Sono tutti aspetti che vanno considerati, soprattutto se usate la versione firmware Betaflight 4.5, quando andrete a effettuare il PID Tuning e a modificare i parametri dei filtri passa basso (low pass filter).
Come potete vedere nell’immagine riportata della scheda Configurazione di Betaflight, nella sezione allineamento scheda e sensori abbiamo appunto due giroscopi abilitati. Questo garantisce una maggiore precisione nella compensazione degli errori che possono derivare dalle eccessive vibrazioni del drone e allo stesso tempo garantisce il principio di ridondanza in quanto, se uno dei due giroscopi dovesse avere problemi, avremo l’altro attivo che verrebbe in soccorso. In generale può rivelarsi una buona configurazione per prevenire i problemi legati al De-Sync dei Motori o legati ai problemi di lettura del BUS del Gyro con il modello ICM42688 che tendenzialmente è meno preciso quando lavora intorno alla frequenza di lettura del bus a 4/8kHZ rispetto ad altri Giroscopi come l’MPU6000.
Di contro abbiamo il problema che l’uso del doppio giroscopio tende a aumentare il carico della CPU che a sua volta tende a scaldarsi molto velocemente anche quando è collegata con il cavetto alla porta USB.
Se alla UART saldate anche il GPS il consiglio è quello di abbassare la lettura del LOOP dei PID a 4kHz, in modo da ridurre il carico sulla CPU e il rischio di surriscaldamento. Ricordatevi inoltre che dalla versione firmware 4.5 di Betaflight questa impostazione è diventata obbligatoria se si usa il GPS stesso.
Per quanto riguarda le impostazioni dei filtri vi ricordiamo che, con modelli di Gyro ICM42688, conviene sempre impostare un filtro passabasso (lowpass filter) su una frequenza di taglio dai 600Hz e spostare il range del filtro Notch dinamico con una soglia minima che non deve scendere sotto i 100Hz. Purtroppo questo Gyro ha una precisione maggiore di lettura dei dati e le vibrazioni che il drone ha sotto i 100Hz potrebbero causare degli errori di compensazione con il rischio di avere il classico effetto tremore del drone, soprattutto a livelli bassi di throttle.
Nell’immagine riportata vi mostriamo la configurazione con cui abbiamo volato.
Concludiamo con il precisare che abbiamo voluto installare nell’ESC il firmware Bluejay per poter poi abilitare RPM Filter con la lettura Bidirezionale ESC – FC. Questa scelta non si è rivelata molto felice e di seguito vi spieghiamo il perchè.
Il volato
Una volta terminata anche la configurazione del drone possiamo procedere al montaggio delle eliche per poi andare a scaricare qualche LiPo nel nostro campo di prova preferito.
La Build che abbiamo testato con questo Flight Controller si rifà al classico drone da 5 pollici true X, il frame è il Mario di SpeedyBee, con motori XING 2506 da 1500kW, il tutto alimentato con batterie a 6 celle (6S).
Di per sé il drone ha volato bene. Molto stabile e reattivo al movimento degli Stick ma, una volta a terra, ci siamo accorti che i motori erano caldi e anche la temperatura della CPU è sempre stata abbastanza sopra le righe.
Analizzando la Blackbox si può vedere nel grafico, riferito ai valori di GyroScaled Roll e Pitch, che sostanzialmente abbiamo un frame ben fatto, che dà pochi disturbi di risonanza alle basse frequenze, come possiamo vedere e che non abbiamo particolari difetti costruttivi della build. Si notano molto bene invece le tre componenti di armoniche generate dalla rotazione dell’elica a tre puntelli e le curve presentano comunque del disturbo. Le eliche erano nuove e ben strette ed anche i motori Xing erano nuovi. Vi aggiungo anche un ulteriore elemento di analisi dicendo che su un’altro drone molto simile su cui era montato però un ESC BLHELI 32 con il firmware originale, che a nostro malincuore non viene più sviluppato, le curve definite dai motori e dalla rotazione delle eliche erano quasi identiche ma mostravano meno striature dei tipici disturbi in frequenza.
Queste deduzioni ci portano a un fatto capitato dopo qualche volo. Il drone ha subito un danneggiamento del motore e della scheda ESC, che inizialmente sembrava sana ma a banco ha sfiammato.
Probabilmente il problema al drone è stato causato da un suo uso incauto, a mio avviso si è tentato di mandarlo a full Throttle troppe volte nel tentativo di vedere quanto poteva andare veloce il drone stesso e un crash a terra non gli ha sicuramente fatto bene. Ribadisco probabilmente perchè qualche dubbio mi è rimasto.
Conclusioni
La scheda Flight Controller F722V2 di HAKRC potrebbe essere una valida soluzione per chi è alle prime armi nella costruzione di droni e nel volo FPV in quanto offre componenti di buon livello a un costo contenuto. Penso che possa trovare un buon impiego anche su droni utilizzati per volo cinematico, per freestyle leggero o anche per volo in Mid-Range. Personalmente ne ho apprezzato anche la facilità di installazione, soprattutto per quanto riguarda la realizzazione delle saldature, e il tocco estetico con la presenza dei 4 led programmabili.
Quello che mi è piaciuto meno è sicuramente il regolatore ESC e il fatto che il processore F722 della FC tendesse a scaldarsi eccessivamente, cosa che non dovrebbe avvenire.
Probabilmente l’uso contemporaneo di due chip gyro, uniti a un’alta frequenza di lettura dei parametri e calcolo dei valori di PID dovuto all’abilitazione del filtro RPM e della comunicazione Bidirezionale tra ESC e FC, sono all’origine del problema. Non vogliamo sminuire il grande lavoro del team Bluejay ma l’uso del firmware alternativo sul regolatore ESC BLHELI S per poter utilizzare la comunicazione Bidirezionale e i filtri RPM con le ultime versioni del firmware Betaflight, sta dando diversi problemi di stabilità nel volo del drone oltre ai problemi di surriscaldamento dei motori e dello Stack. Purtroppo creare firmware compatibili con la grande varietà di componenti hardware che si ha sul mercato non è affatto semplice e, sommando questo aspetto a una realizzazione della scheda mirata al risparmio, il risultato può portare ad un connubio imperfetto.
Se mirate quindi alla realizzazione di un drone per racing o per volo long range o anche a un drone per freestyle spinto, vi consigliamo di utilizzare lo stack mantenendo il firmware dell’ESC BLHeli S originale e tenendo disabilitato RPM Filter. Altrimenti potrete acquistare la scheda FC HAKRC F722, comunque dalle buone caratteristiche, e associarla a un ESC di altra marca con firmware BLHeli 32 o AM32, acquistabili a questo link.