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PERCHÈ IL DRONE NON VOLA?

PERCHÈ IL DRONE NON VOLA?

DRONE FPV

Siamo arrivati al fatidico momento, avete tra le mani la vostra prima “build”, il vostro primo drone autocostruito. L’adrenalina è a mille perchè finalmente vi accingete ad avviarlo per la prima volta. Con le eliche smontate, collegate la batteria, ed eccolo che lui vi saluta canticchiando come un usignolo con i suoi “BEEP” multitonali e i suoi led lampeggianti. Sembra tutto a posto. Collegamento al radiocomando, collegamento al visore, funziona tutto. Alzate sul radiocomando la levetta del pre-arm, poi azionate la leva dell’arm e … NIENTE!!! I motori non girano, si sente solo qualche beep e NIENTE!!!

A quanti piloti esperti questa scena è familiare, ma magari non lo è per i piloti meno esperti che possono trovarsi sgomenti davanti a questa situazione. In questo articolo non parleremo di settaggi di Betaflight o di problemi legati alla build del vostro drone, argomenti che potrete trovare sul nostro blog da Venerdì, ma è la base di lancio per darvi alcuni primi consigli sui problemi legati al vostro drone.

Sinteticamente le cause più comuni per cui il drone non si avvia e non decolla possono essere:

  1. Appena scollegato dal PC il drone potrebbe risultare ancora in modalità debug USB. 
  2. Errore nel settaggio della ricevente e del radiocomando e mancato link tra i due. Rientrano in questo campo di errori anche i problemi connessi al corretto settaggio del livello minimo di Throttle. 
  3. Errore nel montaggio delle eliche con inversione del verso di rotazione orario ed antiorario o problemi di serraggio dei bulloni. 
  4. Errori di settaggio del verso di rotazione e dell’ordine dei motori. 
  5. Problemi di calibrazione del giroscopio o dell’accelerometro. 
  6. Impostazioni sbagliate nel tuning del Drone come errori nel. settaggio dei livelli di filtraggio o nei livelli di PID. 
  7. Problemi di taratura del radiocomando in particolare dei livelli minimo, medio, massimo delle uscite o spostamento involontario dei sub trim. 

Quando il drone è ancora sul banco da lavoro, esiste un modo rapido per determinare le cause del “non avviamento” dei motori, una volta che siete sicuri di aver settato e montato tutto correttamente.

Collegando il drone al computer, nel software betaflight, nella schermata principale, vi vengono indicati gli errori per cui il drone non si avvia, o in gergo tecnico “non si arma”. Nell’immagine qui riportata potete vedere un classico esempio dove gli errori presenti sono il mancato collegamento del radiocomando e il fatto che il drone è collegato al computer, quindi non può essere avviato.

BETAFLIGHT_ERRORI

Sul sito informativo di Betaflight troverete tutti i codici di errori possibili con l’eventuale soluzione. In generale, ricordatevi che è sempre bene fare alcune prove di funzionamento dei componenti mentre li montate piuttosto che montare tutta una build a testa bassa per poi trovarvi un drone che non funziona. 

Se le prove a banco hanno dato esiti positivi, siete pronti per fare i primi test di volo in campo. 

La situazione di trovarsi in mezzo a un campo o in un bando, magari dopo aver preso pure l’auto e guidato per diversi km, al sole e vedere che comunque il drone non decolla è una situazione che può demotivate molto il pilota e fargli commettere gravi errori, che possono anche portare ad infortunarsi o a danneggiare il drone. Anche in questo caso dovete mantenere la calma e seguire alcuni passaggi qui riportati che vi aiuteranno ad individuare le cause più comuni legate al l’impossibilità di decollare con il vostro aeromodello. 

La causa più banale di tutte riguarda semplicemente la vostra abilità di volo. Far volare un drone FPV non è banale come far volare un drone commerciale come un DJI, un ANAFI o UN AUTEL. Nel caso del volo stabilizzato o guidato dal GPS l’uso dello stick del radiocomando del Throttle non è molto importante ma nel volo manuale aumentare la potenza dei motori a scatti e in maniera poco graduale farà sicuramente ribaltare il drone o peggio. Se siete dei neofiti seguite i consigli già dati in altri articoli del blog. Esercitatevi con il simulatore e il radiocomando sul computer e una volta che avete imparato a decollare nel simulatore con una certa dimestichezza allora scendete in campo.

Un’altra causa abbastanza frequente riguarda l’ordine di montaggio delle eliche. Come forse già sapete le eliche si differenziano in due famiglie, quelle che ruotano in senso orario e quelle che ruotano in senso antiorario.

ELICHE CW_CCW

Normalmente sulle eliche trovate stampigliate le diciture: ”CW” (verso orario o ClockWize o “CCW” (verso antiorario o Counter ClockWize). In alternativa potrete trovare le due frecce indicanti il verso orario e il verso antiorario.

Seguendo lo schema standard del drone quadricottero dovete verificare che le eliche rispettino l’ordine giusto. Basterà infatti che una sola delle eliche sia montata sul motore sbagliato o sia montata alla rovescia per causare il ribaltamento del drone. Paradossalmente se tutte e quattro le eliche fossero scambiate di posto otterreste una spinta del drone verso il basso e non verso l’alto quindi il drone non si alzerebbe dal suolo.

ORDINE MOTORI BETAFLIGHT

Se il drone ha le eliche montate correttamente ma comunque tende a non decollare e ribaltarsi, il secondo componente da controllare sono i motori. Se avete collegato il motore in modo errato e questo ruota nel senso sbagliato allora anche l’elica montata su di esso ruoterà in senso sbagliato. Si torna quindi allo step precedente.

Per invertire il senso di rotazione del motore dovrete cambiare di posizione due dei tre cavi di alimentazione andando a variare il pin in cui sono saldati. In alternativa, se avete dei regolatori “ESC” con protocollo “DSHOT”, allora potrete agire attraverso il configuratore BLHeli per invertire il verso di rotazione. Dalla versione 4.3.0 di Betaflight è possibile invertire la direzione direttamente dalla sezione motori. Per ulteriori informazioni leggere l’articolo riguardante il configuratore di Betaflight 4.3.x. L’inversione della rotazione dei motori può essere causata anche da una inversione dei collegamenti del BUS tra il regolatore ESC e la Flight Controller Board (FC). Controllate di non averli invertiti. Mi raccomando, come già detto più e più volte, le operazioni sui motori a banco devono essere eseguite senza eliche montate.

Anche quando avete i motori e le eliche installate correttamente può capitare che, soprattutto dopo un incidente con impatto al suolo, le eliche possano subire urti e rimanere bloccate dal terreno o dalla vegetazione. La frizione dell’albero motore può quindi causare l’allentamento del bullone di serraggio dell’elica stessa. All’apparenza potrebbe sembrare tutto regolare ma provando ad azionare le eliche queste slitterebbero causando il ribaltamento del Drone e instabilità al decollo. In questo caso portatevi sempre con voi le pinze o le chiavi a tubo e verificate sempre il serraggio del bullone. Se vedete che le eliche sono anche solo in piccola parte piegate o rovinate è ovvio che vanno sostituite prima di provare un nuovo decollo.

Abbiamo chiuso con i principali problemi legati ad eliche e motori. Purtroppo però alcuni lettori potrebbero avere ancora problemi con Il drone in fase di decollo e durante il volo. 

Altre cause comuni, del problema di instabilità in fase di decollo o nei primi secondi di volo, possono essere legata alla sensoristica della FC. Se nel montare la FC non avete rispettato il suo verso di orientamento, il giroscopio (Gyro) interpreterà i comandi invertiti rispetto alla direzione che voi vorrete dare. Ogni FC infatti ha, normalmente, una freccia che ne indica l’orientamento di montaggio rispetto alla testa e alla coda del frame del drone.

FLIGHT CONTROLLER

Anche il regolatore ESC ha dei parametri che devono essere settati correttamente utilizzando il configuratore giusto in base alla tipologia di firmware installato. In particolare può capitare che alcuni settaggi fatti male possano mandare in protezione l’ESC. In questo caso avrete un drone che tenderà a decollare ma che poi, dopo pochi istanti, cadrà al suolo completamente bloccato un po’ come se aveste azionato il failsafe “DROP”. Le 4 ESC inoltre hanno una taratura di Throttle Minimo, medio e massimo che devono coincidere con i valori impostati per la ricevente (di solito 1000, 1500, 2000). Uno sfasamento di questi valori impostati, non identici per ESC 1, 2, 3, 4, si traduce in motori che si muovono non all’unisono e, di conseguenza, il drone tenderà a ribaltarsi. 

Un altro problema comune riguarda la taratura dell’accelerometro che sostanzialmente regola il livellamento orizzontale del drone. Come per il giroscopio se ci si alza in volo senza aver calibrato l’accelerometro del FC tramite Betaflight, con il drone posizionato su un piano perfettamente orizzontale, il rischio è quello del ribaltamento del quadricottero.

I problemi sulla calibrazione o l’orientamento si possono notare subito anche attraverso il configuratore Betaflight in quanto, nella pagina principale, dove il software vi mostrerà il modello del drone e come questo si comporta quando provate a muoverlo, potrete capire a prima vista se i movimenti del frame coincidono con i movimenti dell’immagine sul monitor. Se i movimenti coincidono, esempio inclino il drone in avanti e si inclina in avanti anche nell’immagine del configuratore o inclino a destra e a sinistra e lo stesso avviene nell’immagine di Betaflight, allora la scheda FC è allineata correttamente. Allo stesso modo se tenete fermo su un piano pari il drone collegato al PC ma l’immagine di Betaflight vi mostra il drone storto allora occorre calibrare l’accelerometro.

AC_GYRO_BETAFLIGHT

Un altro aspetto che può influenzare l’accelerometro e la stabilità di volo riguarda le eventuali vibrazioni di cui può risentire la FC. Ricordatevi sempre che la FC deve essere montata sugli ammortizzatori di gomma che hanno anche la funzione di distanziare la FC stessa dalla PDU o dalla esc 4in1 ed evitare corto circuiti. I gommini ammortizzatori sono generalmente di due colori. Quelli rosa normalmente sono di una mescola di gomma morbida mentre quelli azzurri di una mescola di gomma più dura di conseguenza questi attenuano meno la vibrazione dei primi ma allo stesso tempo vengono schiacciati più difficilmente. 

Infine, anche se quasi nessuno lo usa nei droni da FPV, ricordatevi che se avete montato il barometro anche quest’ultimo deve essere opportunamente isolato, ed eventualmente coperto con un pezzettino di spugna, poiché le turbolenze d’aria generate dai moti delle eliche e dal moto del drone stesso possono essere causa di cattive letture del sensore con conseguente perdita improvvisa di quota se il drone vola in modalità stabilizzata, in gergo “Angle/Horizon”.

Altri aspetti che potrebbero causarvi problemi di instabilità del drone in fase di decollo o in volo possono essere legati ai settaggi su Betaflight. In particolare ricordate sempre di controllare di aver aggiornato la scheda “FC” con il corretto firmware. Inoltre, se non siete già molto esperti nel volo FPV, non andate mai a modificare i settaggi dei PID e i Filtri rumore su Betaflight perché potreste rendere estremamente instabile il drone stesso.

Ultima nota legata al problema del ribaltamento o instabilità del drone riguarda in realtà non il drone stesso ma il radiocomando. Prima del decollo controllate sempre di avere i sub trim, le levette poste sotto e a lato delle levette Gimbal di Throttle e Yaw e di. Roll e pitch, in posizione centrale e che il settaggio dei limiti delle uscite sia corretto. Ricordatevi che i 4 canali di uscita dei comandi devono sempre essere settati con la posizione minima a 1000uS, la posizione centrale a 1500 uS e la posizione massima a 2000 uS. Uno spostamento dei limiti o dei “sub trim” causerà uno scostamento del Drone in volo e al decollo come se stesse agendo sui Gimbal. Se questi scostamenti sono importanti il drone tenderà a ribaltarsi o volare via fuori controllo. 

 

Vorrei concludere poi con qualche riga sui problemi che potrebbero capitare se siete in volo.

Una volta che il drone è costruito e settato bene e riuscirete a volare tranquillamente, possono subentrare i problemi legati alla trasmissione del segnale tra radiocomando e ricevente e tra i vostri visori e la VTX. Ricordiamoci sempre che il drone comunica attraverso i nostri dispositivi di controllo e comando tramite onde radio. Il segnale radio può essere soggetto a molteplici disturbi. Vi potrà capitare di perdere segnale perchè il drone vola vicino ad altre antenne, perchè il drone vola vicino a linee di alta tensione, perchè state volando in gruppo e qualche altro pilota usa le vostre stesse frequenze o semplicemente state volando in montagna e finite in una nuvola bassa o in mezzo alla nebbia. Diventa quindi essenziale aver settato correttamente il Failsafe su Betaflight e sul radiocomando.

Se avete un radiocomando compatibile OpenTx ricordatevi sempre di configurare il failsafe tutte le volte che fate il bind tra la vostra trasmittente e la ricevente sul drone. La scelta migliore è sempre quella di settare Failsafe “No Impulsi”. Su Betaflight non modificate mai le condizioni di attivazione del failsafe almenochè non sappiate cosa state facendo. 

Quando perdete il segnale del radiocomando la soluzione migliore è quella di fare il “Drop-Off” cioè far cadere il drone. Stessa cosa se perdete l’immagine video sui vostri visori.

Se state volando in campo aperto e il vostro drone è dotato di GPS, anche questo montato e configurato correttamente, potete settare il failsafe per il ritorno alla posizione di partenza. Attenzione però che l’uso del GPS non sempre può essere la scelta migliore soprattutto se vengono cambiate le impostazioni senza una adeguata conoscenza di quello che si sta facendo. Infatti alcuni piloti disabilitano il controllo dello stato di salute del GPS e del collegamento ai satelliti o disattivano il blocco di ARM se il GPS non è agganciato ad un numero sufficiente di satelliti, ricordo che per avere la posizione basta agganciare 4 satelliti ma i regolamenti prevedono che il ritorno a casa, return to home, può essere usato solo se si hanno almeno 8 satelliti collegati. Questi comportamenti sono sempre abbastanza rischiosi anche perché lo spettro del Fly Away, cioè il drone che parte senza più nessun controllo e diventa irrecuperabile, aleggia sulla testa di tutti i piloti ed è una situazione ad alto rischio di incidenti con possibili danni gravi.

FAILSAFE BETAFLIGHT

Tornando alla scelta di far cadere il drone, accorgimenti utili per ritrovare il mezzo possono essere l’installazione del Buzzer Autoalimentato sul quadricottero, che vi consente di individuare grazie all’udito il punto di impatto a terra, l’uso del dvr connesso agli occhiali fpv che registra le immagini video del volo e che vi consente quindi di poter rivedere poi la sequenza ripresa prima dello schianto dando informazioni utili riguardo al luogo dell’impatto, l’uso del GPS stesso che, tramite apposita utility di OpenTX consente di trasmettere le coordinate registrate sul radiocomando.

 

In questo articolo vi abbiamo fornito un’informazione di massima sui principali problemi che potrete riscontrare quando vi recherete a volare con il vostro drone di nuova costruzione. Alcuni di questi argomenti sono abbastanza complessi e sicuramente saranno oggetto di futuri articoli più dettagliati per questo motivo…

 

Articolo scritto da Marco Greco, revisionato da Roberto Acchiardo, caricato sul sito da Matteo Del Pino, foto di Marco Greco.

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