Letové kontroléry (FC)

Letový kontrolér (anglicky Flight Controller, zkratka FC) je mozek celého dronu. Je to malá deska s mikropočítačem, která mnohatisíckrát za sekundu vyhodnocuje, jak se stroj naklání a jak rychle se otáčí, porovnává to s tvými povely z vysílačky a podle toho upravuje otáčky jednotlivých motorů. Bez FC by dron nedokázal stabilně letět ani vteřinu.

MCU - srdce kontroléru

Základem každého FC je MCU (Microcontroller Unit, mikrokontrolér) - jeden integrovaný čip, který v sobě spojuje procesor (jádro Arm Cortex-M), paměť i vstupy a výstupy. Drtivá většina dronových kontrolérů používá čipy od firmy STMicroelectronics, případně jejich klony. Podle výkonu se dělí do tří generací:

MCU	Frekvence	Typické využití
F4 (STM32F4)	~168 MHz	levné a osvědčené desky, naprosto stačí pro freestyle i závody
F7 (STM32F7)	~216 MHz	více UARTů a rezerva výkonu, dnes spíše ustupuje
H7 (STM32H7)	~480 MHz	výkonný standard pro náročné filtry, RPM filtraci a vyšší loop rate

Pro běžného pilota platí, že i levný F4 zvládne všechno potřebné. H7 oceníš hlavně tehdy, když chceš jet na maximální vzorkovací frekvenci nebo využívat náročnější funkce.

Senzory na desce

• Gyroskop / IMU - nejdůležitější senzor vůbec. Měří úhlové rychlosti (případně i zrychlení) ve všech osách. Kvalita gyra zásadně ovlivňuje, jak čistě dron letí; proto se osazují kvalitnější čipy a deska se mechanicky odpružuje (gumové silentbloky), aby gyro netrápily vibrace.
• Barometr - měří tlak vzduchu, tedy přibližnou výšku. Hodí se hlavně pro režimy s držením výšky a pro long-range.
• OSD čip - vykresluje do analogového obrazu telemetrii (napětí baterie, čas letu, sílu signálu).
• Blackbox - záznamník letových dat (flash paměť přímo na desce nebo slot na microSD kartu). Po letu si v počítači přehraješ, co dělalo gyro i motory, a podle toho doladíš PID a filtry.

UARTy a porty

UART je sériové rozhraní, přes které se k FC připojují periferie. Každá perifierie obvykle obsadí jeden UART, takže jejich počet rozhoduje, kolik věcí naráz připojíš:

• přijímač RC signálu (viz Přijímače),
• video vysílač (VTX) - řízení výkonu a kanálů přes SmartAudio/Tramp,
• GPS modul,
• další doplňky (kamera s řízením, ovládání LED, bzučák).

Tip

Před nákupem si spočítej, kolik UARTů budeš reálně potřebovat. Levná deska se dvěma UARTy ti při kombinaci přijímač + VTX + GPS rychle dojde.

BEC - napájení periferií

Baterie dronu má napětí typicky od jednotek voltů (1S–2S u tiny whoopů) až po 25,2 V (plně nabité 6S), ale přijímač, kamera nebo VTX potřebují stabilních 5 V (někdy 9 V nebo 3,3 V). O to se stará BEC (Battery Eliminator Circuit) - měnič napětí přímo na desce. U výkonnějších kontrolérů najdeš více oddělených BEC výstupů, což zlepšuje čistotu napájení a snižuje rušení obrazu.

AIO desky a stacky

FC se prodává buď samostatně, nebo ve dvou populárních provedeních:

• AIO (All In One) - řídicí jednotka a regulátory (ESC) jsou na jediné desce. Výhodou je nízká hmotnost a méně pájení, hodí se hlavně do menších a sub-250g strojů.
• Stack - FC a ESC jsou dvě desky nad sebou, propojené konektorem. Stack je modulárnější (lze vyměnit jen jednu část) a obvykle lépe odvádí teplo. Detaily k montáži a kompatibilitě najdeš v sekci ESC a stacky.

Poznámka

Když kupuješ FC a ESC zvlášť, hlídej napěťový rozsah obou desek a typ propojovacího konektoru. Hotový stack od jednoho výrobce řeší kompatibilitu za tebe.

Firmware

Hardware sám o sobě nic neumí - chování dronu určuje firmware. Pro racing a freestyle dominuje Betaflight, pro navigaci, autonomní lety a long-range se používá iNav. Jak firmware nahrát, nastavit a vyladit, se dozvíš v článku Betaflight a iNav.

Jak vybrat letový kontrolér

1. MCU - F4 pro většinu lidí stačí, H7 pro náročné nastavení.
2. Počet UARTů - podle počtu periferií.
3. Velikost montáže - 30,5 × 30,5 mm je standard pro 5″ stroje, 20 × 20 mm pro menší.
4. Blackbox - pro učení se ladění je záznamník velká pomoc.
5. AIO vs. stack - podle velikosti dronu a chuti pájet.

Pokud teprve začínáš, sáhni po osvědčené AIO desce nebo stacku od zavedeného výrobce; takové sestavy najdeš mimo jiné na aerodrone.cz. Ušetříš si starosti s kompatibilitou a nahazování dronu pak bude o poznání hladší. Význam pojmů jako PID, loop rate nebo IMU si můžeš ověřit ve slovníčku.

Kde koupit

Tyto díly (FC & ESC) seženeš na aerodrone.cz.