يُعدّ جهاز التحكم في الطيران أحد أهم مكونات طائرة FPV بدون طيار. فهو مسؤول عن تثبيت الطائرة، وضمان دقة مناورات الطيران، وتزويد الطيار بالبيانات. في هذه المقالة، سنشرح بالتفصيل ماهية جهاز التحكم في الطيران، وكيفية عمله، ولماذا يُعدّ جزءًا أساسيًا من أي طائرة بدون طيار. سواء كنت مبتدئًا أو طيارًا محترفًا، فإن فهم أساسيات أجهزة التحكم في الطيران أمر بالغ الأهمية لتحقيق أقصى استفادة من تجربة الطيران.
أفضل توصيات FC
سبيدي بي F405 V4
يُعدّ جهاز Speedybee F405 V4 حاليًا واحدًا من أفضل وحدات تحكم الطيران من حيث القيمة، حيث يوفر جودة وأداءً ممتازين. ويشمل تقريبًا جميع الميزات الحديثة التي قد تحتاجها في أي جهاز تحكم طيران. يدعم الجهاز نظام FPV التناظري مع شريحة Betaflight OSD مدمجة، وهو متوافق مع أنظمة FPV الرقمية. اطلع على مراجعتي الكاملة هنا: https://oscarliang.com/speedybee-f405-v4/ .
لقد استخدمتُ هذه المجموعة بشكل شبه حصري في طائراتي ذات الـ 5 و7 بوصات خلال العام الماضي، نظرًا لسعرها المناسب ومناسبتها للطيران الحر، والسباقات، والطيران بعيد المدى، والطيران السينمائي. على الرغم من وجود مجموعات أخرى من وحدات التحكم بالطائرات منخفضة التكلفة في السوق، إلا أنها عادةً ما تستخدم شريحة F722، التي تحتوي على نصف ذاكرة F405 فقط في طائرة Speedybee. يؤدي انخفاض الذاكرة إلى تقييد عدد الميزات التي يمكنك استخدامها في Betaflight، ويجعل النظام أقل قابليةً للتكيف مع التغيرات المستقبلية.
احصل على Speedybee F405 V4 Stack من:
سبيدي بي: https://oscarliang.com/product-wncw
RDQ: https://oscarliang.com/product-6ro8
NBD: https://oscarliang.com/product-tscf
AliExpress: https://s.click.aliexpress.com/e/_DFU9NkF
أمازون: https://amzn.to/46EzYZi
سبيدي بي F405 ميني
إذا كنت بحاجة إلى مجموعة 20x20 مم، فهذا خيار ممتاز لأي جهاز خفيف الوزن للغاية بقياس 5 بوصات، أو بعيد المدى 4 بوصات، أو سينمائي 3 بوصات، أو أي جهاز أصغر. تصنيف 35A كافٍ حتى لمعظم أجهزة 5 بوصات، إلا إذا كنت تنوي استخدام محركات كبيرة وقوية؛ في هذه الحالة، يُنصح بالتفكير في إصدار 30x30 مم.
بسعر أقل من 60 دولارًا أمريكيًا لمجموعة Speedybee F405 Mini، يُقدم هذا المنتج قيمة ممتازة. إذا كنت تبحث عن وحدة تحكم طيران ووحدة تحكم إلكترونيات طيران غنية بالميزات بسعر مناسب، فإن مجموعة SpeedyBee F4 Mini تستحق النظر. للمزيد من المعلومات، يُرجى الاطلاع على مراجعتي: https://oscarliang.com/speedybee-f405-mini-fc-stack/
قم بشراء SpeedyBee F405 Mini Stack هنا:
AliExpress: https://s.click.aliexpress.com/e/_DnStZiP
SpeedyBee: https://oscarliang.com/product-fne8
Amazon: https://amzn.to/4aY6Ezd
GetFPV: https://oscarliang.com/product-ya4n
RDQ: https://oscarliang.com/product-v0bw
iFlight Beast F7 AIO 55A
للطائرات خفيفة الوزن وذات التصميم المتواضع، مثل الطائرات بدون طيار فائقة الخفة بأحجام 5 و4 و3.5 بوصة، يُعدّ جهاز iFlight Beast المزود بحامل 25.5×25.5 مم خيارًا ممتازًا. وهو مناسب بشكل خاص للسباقات بفضل تصميمه خفيف الوزن وصغير الحجم. مع أن تصنيف 55A ESC قد يبدو "قويًا للغاية"، من المهم تذكر أن هذا الجهاز لا يزال لوحًا متعدد الإمكانات (AIO) وليس بنفس متانة ESC على لوح منفصل. ومع ذلك، فهو أكثر من كافٍ لأي طائرة بدون طيار أصغر من 5 بوصات. يوفر جهاز التحكم في الطيران هذا جميع التوصيلات والوظائف التي قد تحتاجها في جهاز تحكم طيران Betaflight.
احصل على iFlight Beast 55A FC من:
AliExpress: https://s.click.aliexpress.com/e/_DlhSn6R
GetFPV: https://oscarliang.com/product-e7xk
RDQ: https://oscarliang.com/product-pdc0
Flywoo GOKU GN745 AIO V3
يُعدّ GOKU GN745 بديلاً رائعًا لطائرة iFlight Beast. كما يتميز بعامل شكل 25.5×25.5 مم، مما يجعله مثاليًا لطائرات 3 و4 و5 بوصات خفيفة الوزن التي تعمل بنظامي عود الأسنان وCinewhoop. مزودًا بمعالج F7 وBLHeli32 ESC، يدعم ميزتي DSHOT وRPM ثنائيي الاتجاه فورًا، بالإضافة إلى ميزات BLHeli32 المتقدمة الأخرى.
يُمكن القول إنها من أكثر وحدات التحكم في الطيران المتوفرة غنىً بالميزات، وهي مصممة على شكل عود أسنان. على الرغم من وجود العديد من وسادات اللحام على حافة اللوحة، إلا أنها صغيرة الحجم وقد يصعب لحامها. مع ذلك، توفر اللوحة 7 منافذ UART كاملة، وتتميز بمجموعة ميزات لا مثيل لها. فهي تتضمن مقياس ضغط جوي، بل وتفخر بذاكرة تخزين داخلية بسعة 8 ميجابايت! للمزيد، اطلع على مراجعتي: https://oscarliang.com/flywoo-goku-gn745-aio-v3-fc/
صفحة المنتج:
Flywoo: https://oscarliang.com/product-yf44
AliExpress: https://s.click.aliexpress.com/e/_DEqAWcX
جهاز HappyModel X12 AIO
للتركيبات خفيفة الوزن للغاية، مثل أعواد الأسنان من 1S إلى 2S بقياس 2″ و3″، يُعد جهاز HappyModel X12AIO خيارًا رائعًا. فهو يتميز بجهاز استقبال ExpressLRS ووحدة VTX مدمجة بقدرة 400 مللي واط.
صفحات المنتج:
AliExpress: https://s.click.aliexpress.com/e/_DDujH0F
Amazon: https://amzn.to/4a2iSFI
GetFPV: https://oscarliang.com/product-16z7
RDQ: https://oscarliang.com/product-t5ry
Flywoo GOKU F405 HD 1-2S 12A AIO V2 FC
إذا كنت تُنشئ طائرة رباعية صغيرة خفيفة الوزن مزودة بأنظمة FPV رقمية مثل Walksnail أو DJI O3 أو HDZero، فعليك التفكير جدياً في Flywoo GOKU F405 12A AIO V2 FC. إنها واحدة من أقوى وحدات التحكم في الطيران في هذه الفئة. تدعم كلاً من 1S و2S، مما يجعلها خياراً متعدد الاستخدامات للطائرات الصغيرة. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنها غير مصممة لأنظمة FPV التناظرية لعدم وجود شريحة OSD. لمزيد من المعلومات، راجع مراجعتي: https://oscarliang.com/flywoo-goku-f405-2s-aio-fc-v2-3inch-toothpick-build/
صفحة المنتج:
Flywoo: https://oscarliang.com/product-cbch
AliExpress: https://s.click.aliexpress.com/e/_DkJRC2R
كيفية الاختيار؟
هذه بعض الأسئلة التي أسألها لنفسي عندما أبحث عن مراقب طيران:
- مساحة الإطار وخيارات التركيب : اختر بين 30×30، أو 25×25، أو 20×20، حسب إطارك.
- احتياجات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والبوصلة : إذا كنتَ بحاجة إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، فتأكد من وجود عدد كافٍ من وحدات UART. عادةً، ستحتاج إلى ثلاثة وحدات للتركيب الرقمي: وحدة VTX، ووحدة RX، ووحدة GPS. إذا كنتَ بحاجة إلى بوصلة، فتأكد من توفر منصات I2C (SDA وSCL).
- مصابيح LED وجهاز التنبيه : إذا كنت بحاجة إلى هذه الميزات، فتأكد من أن وحدة التحكم في الطيران تحتوي على شريط LED ولوحة تنبيه.
- تطلبات البارومتر : بعض وحدات التحكم في الطيران مزودة بهذا المقياس. يصعب العثور على البارومترات الخارجية، كما أنها غير شائعة الاستخدام، لذا يُفضل اختيار وحدة تحكم طيران مزودة بمقياس بارومتر مدمج إذا كان هذا مهمًا لطائرتك.
- اتصال بلوتوث : هل أحتاج إلى بلوتوث؟ تتيح لك هذه الميزة تهيئة وحدة التحكم في الطيران لاسلكيًا على هاتفك باستخدام تطبيق Speedybee.
- توافق البطارية : ما حجم البطارية وعدد خلاياها؟ تأكد من أن وحدة التحكم في الطيران تدعم جهد البطارية الذي تخطط لاستخدامه.
- حجم وسادة اللحام : ما حجم وسادات اللحام؟ تأكد من أنها مناسبة لمهاراتك في اللحام.
- نظام VTX الرقمي مقابل نظام VTX التناظري : هل سأستخدم نظام VTX رقميًا مثل DJI أم نظامًا تناظريًا؟ بالنسبة للنظام التناظري، تأكد من دعم وحدة التحكم في الطيران لشاشة العرض التناظرية (OSD) (يجب أن تحتوي على شريحة AT7456E). بالنسبة للنظام الرقمي، تأكد من وجود منفذ UART احتياطي لنظام VTX.
- نوع USB : هل يحتوي جهاز التحكم في الطيران على منفذ USB-C أو منفذ Micro USB؟ يُفضل استخدام منفذ USB-C لأنه أكثر حداثة
لا تعرف معنى بعض المصطلحات؟ سيشرحها لك هذا الدليل.
وحدة التحكم في الطيران: ما هي وكيف تعمل
وحدة التحكم في الطيران، أو "FC"، هي جوهر طائرة FPV بدون طيار. وهي عبارة عن لوحة دوائر كهربائية مزودة بأجهزة استشعار ترصد حركة الطائرة وأوامر المستخدم. بناءً على هذه المعلومات، تضبط وحدة التحكم سرعة المحركات لتحريك الطائرة في الاتجاه المطلوب.
تحتوي جميع وحدات التحكم في الطيران على أجهزة استشعار أساسية مثل الجيروسكوب ومقياس التسارع، في حين أن بعضها يشمل أجهزة استشعار اختيارية مثل أجهزة استشعار الضغط الجوي (البارومتر) والبوصلة (المقياس المغناطيسي) للمساعدة في الرحلات الجوية المستقلة.
يمكن أن يعمل FC أيضًا كمركز لملحقات الطائرات بدون طيار الأخرى (المكونات الخارجية) مثل ESC وGPS وLED والمحركات وجهاز استقبال الراديو وكاميرا FPV وVTX.
أنواع FC
هناك نوعان رئيسيان من وحدات التحكم في الطيران: أحدهما مُوَجَّه نحو الطائرة، والآخر مُوَجَّه نحو الطائرات متعددة الدوارات. هذا لا يعني أنه لا يُمكنك استخدام وحدة تحكم طيران طائرة على طائرة متعددة الدوارات أو العكس، ولكن من المُرجَّح أن تواجه المزيد من التحديات. من الأفضل اختيار نوع وحدة التحكم المناسبة لتجربة أكثر سلاسة.
طائرة/جناح موجهة نحو FC مجموعة FC/ESC الموجهة متعددة الدوارات 
داخل الطائرة متعددة الدوارات FC، ستجد الطائرة FC العادية وطائرة FC AIO (الكل في واحد).
تُدمج وحدة التحكم الإلكترونية المتكاملة (AIO FC) وحدة التحكم الإلكترونية على نفس اللوحة، مما يجعلها مُدمجة. ومع ذلك، فهي ليست بنفس متانة وحدات التحكم الإلكترونية على لوحات منفصلة، كما هو الحال في مجموعات FC/ESC التقليدية (لوحتين منفصلتين)، لأنها تتطلب ترانزستورات تأثير المجال (FET) أصغر، كما أن تبديد الحرارة فيها أقل نظرًا لضيق المساحة. تعرّف على المزيد حول وحدة التحكم الإلكترونية في هذا الدليل: https://oscarliang.com/esc/
مجموعة FC/ESC العادية (لوحتان) نادي AIO FC (لوحة واحدة) 
متى تختار لوحة AIO مقابل مجموعة منفصلة
يعتمد الاختيار على احتياجاتك. إذا كانت المساحة والوزن من أهم أولوياتك - كما هو الحال في الأجهزة الصغيرة - فعادةً ما يكون جهاز تحكم الطيران AIO (الكل في واحد) هو الخيار الأفضل. بخلاف ذلك، يُفضل عادةً استخدام وحدة تحكم طيران FC/ESC تقليدية لمتانتها وموثوقيتها.
يعتمد الأمر أيضًا على قوة جهازك. تُصدر المحركات الأكبر حجمًا، مثل تلك المستخدمة في الطائرات بدون طيار مقاس 5 بوصات، ضوضاء كهربائية عالية، وهو ما يصعب على لوحات AIO التعامل معه بكفاءة نظرًا لتصميمها الصغير وضعف ترشيحها المدمج. حتى أفضل لوحات AIO لا تضاهي قدرة معالجة الضوضاء التي توفرها وحدة تحكم FC ووحدة تحكم إلكترونية منفصلة، وذلك ببساطة لأن المكونات قريبة جدًا من بعضها البعض.
بالإضافة إلى ذلك، في الأجهزة الأكبر حجمًا، لا فائدة تُذكر من اختيار لوحة AIO. فتوفير الوزن ضئيل، وغالبًا ما تكون التضحيات في المتانة والأداء غير مجدية. إذا كنت تسعى إلى توفير الوزن، ففكّر في تحسين مكونات أخرى، مثل استخدام هيكل أخف وزنًا أو محركات أصغر حجمًا.
اتصال FC
هذا مثال على مخطط توصيل لكيفية توصيل مكونات طائرة بدون طيار FPV بوحدة التحكم في الطيران. لكل وحدة تحكم في الطيران مخطط توصيل مختلف بسبب اختلاف تصميمات وسادات اللحام، لكن المبدأ يبقى كما هو - ما عليك سوى تحديد الوسادات المناسبة لوحدة التحكم في الطيران.
البرامج الثابتة لوحدة التحكم في الطيران
عندما يتعلق الأمر بوحدات التحكم في الطيران، لديك خيارات متعددة، ليس فقط في الأجهزة، بل أيضًا في البرامج الثابتة. توفر خيارات البرامج الثابتة المختلفة ميزات وتخصصات متنوعة لتطبيقات متنوعة. على سبيل المثال، صُمم iNav مع مراعاة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والطيران الذاتي، بينما يركز Betaflight بشكل أكبر على أداء الطيران.
فيما يلي قائمة بخيارات البرامج الثابتة FC الشائعة لطائرات FPV بدون طيار: https://oscarliang.com/fc-firmware/
- Betaflight: يُركز هذا البرنامج الثابت مفتوح المصدر على أداء الطيران. يتمتع بقاعدة مستخدمين واسعة، مما يُسهّل البدء بفضل وفرة البرامج التعليمية. كما يعني ذلك توفر الدعم فورًا عند مواجهة أي مشاكل. بالإضافة إلى ذلك، يدعم Betaflight مجموعة واسعة من وحدات التحكم في الطيران. إليك برنامج تعليمي للبدء: https://oscarliang.com/betaflight-firmware-setup/
- iNav: إذا كنت مهتمًا أكثر بالطيران الآلي ومهمة تحديد نقطة الطريق عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، فإن iNav هو الحل الأمثل.
بمجرد اختيار البرنامج الثابت الخاص بك، يمكنك بعد ذلك البحث عن لوحة تحكم طيران متوافقة.
التكوين والضبط
يمكن تهيئة البرنامج الثابت لوحدة تحكم الطيران باستخدام جهاز كمبيوتر أو هاتف ذكي أو وحدة تحكم لاسلكية. لكل برنامج ثابت واجهة مستخدم (UI) خاصة به ومعايير قابلة للتغيير. ومع ذلك، حتى واجهات المستخدم المتشابهة قد تُنتج خصائص طيران مختلفة حسب البرنامج الثابت، لذا يستغرق تعلم البرنامج الجديد والتكيف معه وقتًا.
" الضبط " هو المصطلح الذي نستخدمه في هذه الهواية لوصف عملية ضبط معلمات مثل مُعرِّف التفاضل والتكامل (PID)، ومعدلات/التعريض، وغيرها لتحقيق خصائص الطيران المطلوبة. تُعد هذه خطوة مهمة في تحسين أداء طائرة FPV بدون طيار والاستفادة القصوى من وحدة التحكم في الطيران. لديّ شرح تعليمي لكيفية ضبط طائرة FPV بدون طيار في بضع خطوات بسيطة .
المعالج
معالجات FC: من اليسار إلى اليمين: STM32 F1، F3، F4
يستخدم وحدة التحكم في الطيران وحدات متحكم دقيقة (MCUs) لتخزين أكواد البرامج الثابتة وإجراء حسابات معقدة.
حاليًا، تدعم Betaflight وحدات التحكم الدقيقة STM32، مثل F4 وF7 وH7، بينما لم تعد F1 وF3 مدعومتين نظرًا لعدم كفاية الذاكرة لتلبية متطلبات البرامج الثابتة المتزايدة. لذلك، من المهم الانتباه إلى الذاكرة المتوفرة في مختلف المعالجات - فهي بنفس أهمية السرعة، إن لم تكن أكثر. على سبيل المثال، مع أن أحدث إصدار من Betaflight يسمح باختيار الميزات المستخدمة والحفاظ على حجم الكود صغيرًا للمعالجات ذات الذاكرة الأقل، إلا أنه على المدى الطويل، قد يتفوق معالج F405 الأبطأ على F722 الأسرع بفضل سعة ذاكرته الأكبر.
فورمولا 1 ف3 ف4 F7 ح7 سرعة 72 ميجا هرتز 72 ميجا هرتز 168 ميجا هرتز 216 ميجا هرتز 480 ميجا هرتز ذاكرة 128 كيلوبايت 256 كيلوبايت 512 كيلوبايت/1 ميجابايت 512 كيلوبايت/1 ميجابايت 1 ميجابايت/2 ميجابايت توفر هذه المقالة شرحًا أكثر تفصيلاً للاختلافات بين جميع وحدات التحكم الدقيقة (MCU) لفهم معالجات FC بشكل أفضل: https://oscarliang.com/f1-f3-f4-flight-controller/
تاريخيًا، هيمنت رقائق STM32 على سوق أجهزة التحكم في طيران الطائرات بدون طيار FPV. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، أصبحت رقائق AT32 بديلاً فعالاً لرقائق STM32 بفضل توفرها وسعرها المناسب. تعرّف على المزيد هنا: https://oscarliang.com/at32-flight-controllers/
الجيروسكوب
يستخدم جهاز التحكم في الطيران في طائرة بدون طيار FPV مجموعة من المستشعرات لاكتشاف الحركة والاتجاه. المستشعر الرئيسي المستخدم لهذا الغرض هو وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU). تحتوي وحدة القياس بالقصور الذاتي على مقياس تسارع وجيروسكوب، ولكن في عالم الهواة، يُستخدم مصطلح "جيروسكوب" غالبًا للإشارة إلى مستشعر وحدة القياس بالقصور الذاتي.
يمكن للجيروسكوب قياس السرعة الزاوية، بينما يقيس مقياس التسارع التسارع الخطي. عند تحليق طائرة بدون طيار FPV في الوضع اليدوي الكامل (أو وضع الأكرو)، يستخدم الجيروسكوب فقط، بينما في أوضاع التسوية الذاتية، مثل وضع الزاوية، يتطلب تشغيل كلٍّ من الجيروسكوب ومقياس التسارع.
نظرة عامة على الجيروسكوب
يتم تصنيع الأنواع الأكثر شيوعًا من الجيروسكوبات لطائرات بدون طيار FPV FC بواسطة شركتين مصنعتين: InvenSense (وهي الآن جزء من TDK) وBosch Sensortec.
فيما يلي قائمة بنماذج الجيروسكوب الشائعة، بالإضافة إلى بروتوكولات الاتصال التي تدعمها وتردد أخذ العينات الفعال الأقصى:
وحدة قياس القصور الذاتي بروتوكول الاتصال المحتمل (BUS) أقصى تردد فعال لأخذ العينات الجيروسكوبية MPU6000 SPI، i2c 8 كيلوهرتز MPU6050 i2c 4 كيلوهرتز MPU6500 SPI، i2c 32 كيلوهرتز MPU9150* i2c 4 كيلوهرتز MPU9250* SPI، i2c 32 كيلوهرتز ICM20602 SPI، i2c 32 كيلوهرتز ICM20608 SPI، i2c 32 كيلوهرتز ICM20689 SPI، i2c 32 كيلوهرتز ICM42688P SPI، i2c 32 كيلوهرتز مؤشر كتلة الجسم 270 SPI، i2c 6.4 كيلوهرتز * MPU9150 هو في الواقع MPU6050 مع مقياس مغناطيسي مدمج AK8975، في حين أن MPU9250 هو MPU6500 مع نفس مقياس المغناطيسية
هناك نوعان من الاتصال بين الجيروسكوب والمعالج: SPI وi2c. يُعد SPI بروتوكول الاتصال المُفضّل بين وحدة IMU والمعالج لأنه يسمح بمعدل تحديث أعلى بكثير للجيروسكوب مقارنةً بـ I2C (الذي يبلغ حده الأقصى 4 كيلوهرتز). تستخدم جميع وحدات التحكم الحديثة تقريبًا اليوم اتصال SPI للجيروسكوب. نرغب في تجنب MPU6050 و9150 لأنهما يدعمان i2c فقط وليس SPI.
كيفية معرفة ما يستخدمه Gyro FC
ولمعرفة نوع الجيروسكوب الموجود في جهاز FC الخاص بك، يمكنك العثور على رقم طراز IMU مطبوعًا على الشريحة، على سبيل المثال هذا هو Invensense MPU-6000 الشهير.
الجيروسكوب ومقياس التسارع على وحدة تحكم الطيران
أو يمكنك إدخال أمر "الحالة" في سطر أوامر مُهيئ Betaflight والبحث عن اسم وحدة IMU ضمن Gyro/ACC. قد تحتوي بعض وحدات التحكم على أكثر من جيروسكوب واحد، ويمكنك اختيار أي منها في سطر الأوامر باستخدام الأمر "set gyro_to_use=0 or 1".
ما هو الجيروسكوب الأفضل؟
لا توفر أجهزة التحكم في الطيران خيارات الجيروسكوب، ولكن عمومًا، إذا اخترت علامة تجارية مرموقة تتضمن جيروسكوبًا ذا سجل أداء جيد، فلن تواجه أي مشكلة. إليك نبذة تاريخية عن الجيروسكوبات المستخدمة في أجهزة التحكم في الطيران.
يعتمد اختيار الجيروسكوب على أقصى معدل أخذ عينات له وحساسيته للضوضاء الكهربائية والميكانيكية. قبل عام ٢٠٢٢، كان الجيروسكوب MPU6000 هو الأكثر استخدامًا نظرًا لمتانته في مواجهة الضوضاء. يُجمع الجميع على تجنب الجيروسكوب MPU6500 و MPU9250 على الرغم من سرعتهما العالية في أخذ العينات. يُعد الجيروسكوب ICM20689 أيضًا جيدًا من حيث الأداء، ولكنه يُزعم أن معدل فشله أعلى. يُعد الجيروسكوب ICM20602 خيارًا شائعًا آخر، إلا أنه أكثر عرضة للضوضاء وأصعب ضبطًا. منذ إصدار Betaflight 4.1 (أكتوبر ٢٠١٩)، تمت إزالة معدل أخذ عينات الجيروسكوب ٣٢ كيلوهرتز من Betaflight، لذلك لا توجد ميزة لاستخدام الجيروسكوب بمعدل أخذ عينات ٣٢ كيلوهرتز.
في عام ٢٠٢٢، تحول مصنعو وحدات التحكم بالترددات من MPU6000 إلى BMI270 نظرًا لانخفاض تكلفته وتوافره. وبينما يبلغ أقصى تردد لأخذ العينات فيه ٦.٤ كيلوهرتز فقط، تُجبره Betaflight على الانتقال إلى وضع OSR4 (بتردد قطع ٣٠٠ هرتز)، مما يؤدي إلى معدل أخذ عينات أقل يبلغ ٣.٢ كيلوهرتز. قد يبدو هذا دون المستوى الأمثل، ولكن كما اختبرته بنفسي، فإن أداء BMI270 الفعلي يُضاهي MPU6000 (في Betaflight 4.3/4.4). يتمثل العيب الرئيسي على الأرجح في الفلترة الإضافية المطلوبة أحيانًا، نظرًا لارتفاع تردد القطع في مرشح الترددات المنخفضة المدمج مع جيروسكوب BMI270.
في عام ٢٠٢٣، يتحول المزيد من المصنّعين من BMI270 إلى ICM42688P نظرًا لتوافره وتكلفته. كان الجيروسكوب ICM-42688P موضع جدل بسبب مشاكل الضوضاء والضبط الملحوظة. ومع ذلك، كشفت التحقيقات أن الجيروسكوب نفسه ليس المشكلة؛ بل تصميم وحدات التحكم في الطيران المُدمجة فيه. تحديدًا، يتطلب الجيروسكوب مصدر طاقة نظيفًا لتحقيق الأداء الأمثل، وهو ما تجاهلته بعض تصميمات FC المبكرة في عامي ٢٠٢٢ وأوائل ٢٠٢٣، مما أدى إلى ضعف الأداء. بالنسبة للمستخدمين الذين يفكرون في شراء وحدة تحكم طيران مزودة بهذا الجيروسكوب، من الضروري إجراء بحث شامل في مراجعات المنتج مع التركيز على أداء الضوضاء.
تَخطِيط
يشير تصميم وحدة تحكم الطيران (FC) إلى ترتيب المسامير ووسادات اللحام على لوحة وحدة تحكم الطيران، مما يؤثر بشكل كبير على سهولة توصيل المكونات المختلفة. يهتم الكثيرون فقط بمواصفات وحدة تحكم الطيران، وغالبًا ما يتجاهلون أهمية التصميم.
على سبيل المثال، بمقارنة وحدتي التحكم في الطيران التاليتين، يمكنك ملاحظة أن الأولى تتميز بتصميم متفوق، حيث تُجمّع جميع الوسادات حسب الوظيفة وتقع على جميع الحواف. تفاصيل تصميمية صغيرة، مثل وجود إشارة الكاميرا في مقدمة اللوحة، وإشارة VTX في الخلف، تعني عدم وجود أسلاك متدلية فوق اللوحة (عند تركيب VTX في الجزء الخلفي من الإطار).
توافق ESC
غالبًا ما يتم بيع وحدات التحكم الإلكترونية 4 في 1 مع وحدات التحكم في الطيران في الوقت الحاضر على شكل مجموعة، وهي مصممة لتكون قابلة للتوصيل والتشغيل.
مع ذلك، عند استخدام ESC وFC من علامات تجارية مختلفة، مع أنه من المفترض أن يكونا متوافقين، إلا أن توصيلات الدبابيس قد تختلف، مما يتطلب إعادة ترتيب الأسلاك في حزمة التوصيل، مما قد يُسبب مشكلة كبيرة. إذا كنت ترغب في ذلك، فتأكد من فحص توصيلات الدبابيس جيدًا قبل توصيل FC وESC معًا، فقد يؤدي التوصيل الخاطئ إلى تلف وحدة FC عند تشغيلها.
شرح وسادات اللحام
هنا، سوف أقوم بإدراج بعض منصات اللحام المهمة المطلوبة غالبًا في وحدة التحكم في الطيران، وأشرح ما تعنيه.
وسادات الجهد
VBAT، 3.3 فولت، 5 فولت، 9 فولت
تُستخدم هذه الوسادات لتشغيل الأجهزة الخارجية. الجهد المباشر من بطارية الليثيوم بوليمر (VBAT)، بينما تُعرف جميع الفولتات الأخرى باسم دائرة إزالة البطارية (BEC). تحتوي جميع بطاريات الليثيوم بوليمر تقريبًا على وسادات VBAT، و3.3 فولت، و5 فولت؛ وتوفر بعض بطاريات الليثيوم بوليمر الأكبر حجمًا فولطيات أخرى مثل 9 فولت و12 فولت لتشغيل أجهزة إرسال الفيديو. يُرجى العلم أن جميع بطاريات BEC لها تصنيف أمبير، لذا تجنب تحميلها بشكل زائد لتجنب التلف.
يو آر تي
UART (جهاز الاستقبال/الإرسال العالمي غير المتزامن) هو أهم وصلة في وحدة تحكم الطيران. وهو منفذ تسلسلي مادي يُستخدم لتوصيل المكونات الخارجية، مثل أجهزة الاستقبال اللاسلكي، وأجهزة إرسال الفيديو، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وغيرها.
يحتوي كل منفذ UART على طرفين: أحدهما لإرسال البيانات (طرف الإرسال) والآخر لاستقبال البيانات (طرف الاستقبال). من المهم تذكر أن طرف الإرسال في الجهاز الطرفي يتصل بطرف الاستقبال في وحدة التحكم المركزية، والعكس صحيح. يجب توصيل طرفي الإرسال والاستقبال بنفس الرقم في الجهاز. بعض الأجهزة لا تتطلب توصيل طرف الإرسال أو الاستقبال إلا في حال عدم الحاجة إلى اتصال ثنائي الاتجاه.
كما هو موضح في المثال التالي، يمكن تعيين مهام مختلفة لـ UART3 (دبابيس R3 وT3) وUART6 (دبابيس R6 وT6) على وحدة تحكم الطيران في علامة التبويب المنافذ في مُكوِّن Betaflight.
تحتوي وحدات تحكم الطيران على عدد محدود من وحدات UART؛ بعضها يحتوي على ما يصل إلى 6 وحدات، بينما قد تحتوي وحدات التحكم الأصغر على اثنين فقط. يعتمد ذلك على المعالج والمساحة المتوفرة. تأكد من وجود وحدات UART كافية للأجهزة التي تخطط لاستخدامها قبل الشراء.
إذا كنت بحاجة إلى المزيد من منافذ UART، فإن Betaflight يوفر ميزة SoftSerial، التي تحوّل بعض وسادات اللحام إلى "منافذ تسلسلية رقمية". تشبه هذه المنافذ منافذ UART، إلا أن معدل تحديثها أبطأ بكثير، مما يجعلها غير مناسبة للتطبيقات الحساسة للوقت مثل أجهزة الاستقبال ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS). يمكن استخدامها للتحكم التناظري في VTX، ولكنها تزيد أيضًا من حمل وحدة المعالجة المركزية، مما يجعلها غير مناسبة للمعالجات البطيئة، أو قد تحتاج إلى خفض تردد حلقة PID.
لوحة الكاميرا
رقم السيارة أو الكاميرا
إذا كنت تستخدم نظام FPV تناظريًا، فهذا هو المكان الذي تُوصل فيه كاميرا FPV. سيقوم جهاز التحكم في الطيران بعد ذلك بتركيب شاشة العرض على الشاشة (OSD) على تغذية الفيديو قبل إخراجها إلى وحدة VTX.
وسادة VTX
Vout أو VTX
هذا هو المكان الذي يمكنك من خلاله توصيل VTX إذا كنت تقوم بتشغيل نظام FPV التناظري.
وسادات i2C
SDA و SCL
لتوصيل الأجهزة مثل بوصلة GPS ومقياس الضغط الجوي.
وسادات الطنان
BZ+ و BZ-.
لأجهزة النداء.
لوحة LED
لتوصيل شرائط LED RGB.
نمط التركيب
يشير نمط التركيب إلى المسافة بين فتحات التركيب المتجاورة في وحدة تحكم الطيران. تشمل الأنماط الشائعة 30.5×30.5 مم، و25.5×25.5 مم، و20×20 مم، و16×16 مم.
يعتمد نمط التركيب على قدرة إطارك على التحمل. عادةً ما تستخدم طائرات FPV الأكبر حجمًا، مثل 5 و7 بوصات، نمط تركيب 30.5×30.5 مم، بينما تستخدم الطائرات الأصغر حجمًا نمط تركيب 25.5×25.5 مم أو 20×20 مم.
ميزات أخرى
تأتي أجهزة التحكم بالطيران مزودة بمجموعة من الميزات التي تُحسّن تجربة طيرانك. لنلقِ نظرة على بعضها.
الصندوق الأسود
يُعدّ الصندوق الأسود مفيدًا لضبط الطائرة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها. يمكنك تسجيل بيانات رحلتك بطريقتين: باستخدام ذاكرة فلاش مدمجة أو تخزينها على بطاقة SD في حال وجود مُسجِّل بيانات على بطاقة SD.
لدي برنامج تعليمي يشرح كيفية استخدام Blackbox: https://oscarliang.com/blackbox/ .
ذاكرة الفلاش أرخص، لكن سعتها التخزينية محدودة، عادةً 16 ميجابايت، مما يوفر بيانات طيران تكفي لحوالي 5 إلى 10 دقائق. كما أن تنزيل البيانات منها قد يكون بطيئًا. باستخدام قارئ بطاقات SD في وحدة تحكم الطيران، يمكنك الاستمرار في التسجيل طوال العام دون الحاجة إلى تفريغ مساحة التخزين، كما يتيح لك الوصول إلى السجلات فورًا بمجرد إدخال بطاقة SD في قارئ البطاقات.
سجلات بلاك بوكس ضرورية للطيارين ذوي الخبرة. فهي تتيح لك تحليل أداء الطائرة بدون طيار وتشخيص المشاكل بالتفصيل. لديّ فيديو تعليمي يشرح كيفية ضبط طائرة FPV بدون طيار: https://oscarliang.com/pid-filter-tuning-blackbox/
إذا لم يكن جهاز التحكم في الطيران لديك مزودًا بفتحة بطاقة SD أو ذاكرة فلاش، فيمكنك أيضًا توصيل قارئ بطاقة SD خارجي بجهاز التحكم في الطيران عبر UART.
أنواع الموصلات
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الموصلات الموجودة في وحدة التحكم في الطيران وهي:
- موصلات JST البلاستيكية
- وسادات اللحام
- من خلال الثقوب
الموصلات البلاستيكية أقل متانة، لكنها مريحة في الاستخدام، بينما وسادات اللحام أكثر متانة، لكنها تتطلب لحامًا مباشرًا. تتيح لك الثقوب الممتدة خيار اللحام المباشر أو استخدام دبابيس التوصيل.
- نصيحة احترافية: كيفية إزالة دبابيس الرأس على FC .
- نصيحة احترافية: هل تعلم أنه من الممكن إصلاح وسادات اللحام إذا تقشرت ؟
بيك
BEC (دائرة إزالة البطارية) هي ما نسميه منظمات الجهد الكهربي على وحدة التحكم في الطيران.
تحتوي جميع وحدات التحكم في الطيران تقريبًا على وحدة تحكم BEC بجهد 5 فولت لتشغيل جهاز الاستقبال اللاسلكي ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، بينما يوفر بعضها أيضًا وحدة تحكم BEC بجهد 9 أو 12 فولت مخصصة لتشغيل جهاز إرسال الفيديو. على الرغم من إمكانية تشغيل معدات FPV مباشرةً من بطارية LiPo، إلا أن تشغيلها من مصدر طاقة منظم يُعطي نتائج أفضل.
تعرف على كيفية توصيل إعداد FPV التناظري للحصول على أفضل نتيجة .
من المهم اختيار مصدر الجهد المناسب للجهاز المُستخدم. يمكن تشغيل بعض الأجهزة مباشرةً من بطارية الليثيوم بوليمر، مثل جهاز إرسال الفيديو. مع ذلك، عادةً ما يكون مصدر الطاقة من بطارية الليثيوم بوليمر مُزعجًا، وقد تُؤدي طفرات الجهد إلى تلف أجهزتك في حال عدم وجود فلتر كافٍ. يعمل مُحوّل BEC كفلتر طاقة، وهو عادةً مصدر طاقة أفضل، ولكن عليك التأكد من أنه يُلبي متطلبات الجهد والتيار لجهازك.
البارومتر
إن وجود مقياس ضغط جوي مدمج في وحدة التحكم في الطيران الخاصة بك يمكن أن يجعل الطيران بمساعدة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أكثر دقة (مثل وضع الإنقاذ بنظام تحديد المواقع العالمي )، ولكنه ليس إلزاميًا.
شريحة OSD
بالنسبة لأنظمة FPV التناظرية، تأكد من توفر شريحة OSD (AT7456E) في وحدة تحكم الطيران، وإلا فلن تعمل Betaflight OSD. مع ذلك، ليس من الضروري استخدام هذه الشريحة في أنظمة FPV الرقمية مثل DJI وHDZero وWalksnail، فكل ما تحتاجه هذه الأنظمة هو وحدة UART احتياطية لتشغيل OSD.
التركيب الناعم
يعد التركيب الناعم لوحدة التحكم في الطيران أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الأداء الأمثل، فهو يقلل من الضوضاء/الاهتزاز الناتج عن وصول الإطار إلى الجيروسكوب.
تحتوي جميع لوحات FC تقريبًا هذه الأيام على فتحات M4، والتي تسمح لك بإدخال حلقات مطاطية (حلقات تثبيت) حتى تتمكن من استخدام أجهزة M3 لتأمين اللوحة في الإطار.
توجد وحدات تحكم طيران مزودة بجيروسكوب مُثبّت بشكل ناعم على قطعة من الإسفنج لتقليل الاهتزازات التي تصل إليه. هذه الطريقة ليست شائعة، إذ ثبت عدم ضرورتها طالما أن وحدة التحكم نفسها مُثبّتة بشكل ناعم بشكل مناسب. إليك بعض النصائح حول التركيب الناعم وترشيح المكثفات لتقليل الضوضاء.
الجيروسكوب ذو التركيب الناعم – كاكوتي F4
القليل من التاريخ
يعود تاريخ وحدة تحكم طيران الطائرات بدون طيار FPV إلى عام ٢٠٠٩، عندما استخدم أحد المصنّعين ملحق Wii Motion Plus مع لوحة Arduino للتحكم في طائرة بدون طيار. أدى ذلك إلى تطوير مشروع Multiwii ، الذي ابتكر في النهاية لوحة تحكم طيران خاصة به تعمل على معالج Atmel ثماني البتات.
في عام ٢٠١٣، ابتكر مطورٌ آخر يُدعى "timecop" لوحة تحكم طيران بمعالج ARM 32 بت، Naze32 ، ونقل إليها شفرة مصدر Multiwii، المُسماة "Baseflight". وقد حدّدت هذه اللوحة عامل الشكل ٣٥×٣٥ مم (مع تركيب ٣٠×٣٠ مم) ولا تزال صالحةً للاستخدام حتى يومنا هذا.
في عام 2014، قامت "Hydra" بتعديل Baseflight وإنشاء Cleanflight ، مما أدى إلى انفجار في سوق وحدة التحكم في الطيران 32 بت، مع قيام الشركات المصنعة بتطوير متغيرات FC الخاصة بها.
أُنشئ Betaflight عام ٢٠١٥ بواسطة "BorisB"، مستخدمًا شفرة المصدر الخاصة بـ Cleanflight، مع إجراء تعديلات جوهرية عليها. عند إصدار Betaflight لأول مرة، ركّز بشكل رئيسي على تحسين أداء Cleanflight، مع إضافة ميزات وقدرات جديدة. بمرور الوقت، انفصل Betaflight بشكل كبير عن Cleanflight، ويُعتبر الآن برنامجًا ثابتًا منفصلًا ومتميزًا. يُعد Betaflight حاليًا البرنامج الثابت الأكثر شيوعًا لوحدات تحكم الطيران في طائرات FPV بدون طيار، ولا يزال يُحدّث بانتظام.
تعديل التاريخ
- 2014 – تم إنشاء المقال
- 2016 – تمت إضافة خيارات لبرامج وحدة التحكم في الطيران، وتم تحديث ميزات FC
- 2017 – تحديث أنواع المعالجات والجيروسكوبات، إضافة رسوم بيانية توضيحية لـ "تطور وحدة المعالجة المركزية"، وتحديث أنواع وحدة المعالجة المركزية
- 2018 – تم تحديث المعلومات حول تكامل FC، وتمت إضافة معلومات حول نمط التركيب
- ٢٠٢٠ - تم تغيير عنوان URL؛ تم التحديث: برنامج FC الثابت، معلومات الجيروسكوب؛ تمت إضافة: مخطط/مثال للاتصال، شرح تكاملات AIO FC والميزات، التخطيط، التحكم في الكاميرا
- 2022 – تمت إضافة معلومات حول جيروسكوب BMI270
- 2023 – تمت مراجعة البرنامج التعليمي، وتمت إضافة معلومات حول ICM42688P Gyro
- يونيو 2024 – تحديث توصيات اللجنة المالية.
تعليقات
إرسال تعليق