Flight Controller แบบง่ายๆ

by **poktkm** 4/7/2016, 10:40 pm

อะไรคือ Flight Controller เรียกแบบไทยๆก็คือระบบควบคุมอากาศยานซึ่งทำหน้าที่เหมือนสมองที่กำลังสั่งการอุปกรณ์ต่างๆเพื่อให้อากาศยานนั้นบินอยู่บนอากาศได้ โดย Flight Controller ชนิดต่างๆนั้นมีความสามารถที่ไม่เหมือนกันแล้วแต่จำนวน Sensor และ Software ที่ใช้ ยกตัวอย่างเช่น Flight Controller ที่รองรับ GPS ก็สามารถบินรักษาตำแหน่งได้หรือถ้ามี Barometer (วัดความดันอากาศ) ก็สามารถรักษาความสูงได้ ซึ่ง Sensor ชนิดต่างๆนั้นช่วยให้การบินนั้นง่ายและปลอดภัยมากขึ้น ซึ่ง Flight Controller ประเภทนี้จะถูกใช้กับงานประเภทถ่ายภาพที่ต้องการภาพที่นิ่งและไหลลื่นอีกทั้งป้องกันอุบัติเหตุต่ออุปกรณ์ถ่ายภาพได้ ทั้งนี้การที่มีข้อมูลจำนวนมากจาก Sensor ต่างๆทำให้การประมวลผลนั้นช้าส่งผลให้การเคลื่อนไหวต่างๆช้าตามไปด้วย แต่ก็ไม่ได้ส่งผลต่อการบินสักเท่าไรเพราะก็ไม่ได้บินด้วยความเร็วที่สูง

ในทางกลับกัน Flight Controller ที่ใช้ใน FPV Racing นั้นเลือกที่จะเอา Sensor ชนิดต่างๆออกไปหรือเลือกที่จะไม่ใช้งาน เพื่อให้การประมวลผลนั้นเร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งเหมาะกับการบินด้วยความเร็วสูงที่ต้องการการตอบสนองที่ดี มีความทนทาน มีขนาดเล็ก และที่สำคัญที่สุดมีราคาที่ต่ำลง ซึ่ง Flight Controller ในตลาดนั้นมีมากมายซึ่งอาจจะทำให้ผู้ที่ต้องการเริ่มเล่นนั้นสับสนถือข้อดีและข้อเสียประเภทต่างๆ ซึ่งสามารถแจกแจงได้ดังต่อไปนี้

Beginner (มือใหม่หัดบิน)

สำหรับผู้ที่ต้องการเริ่มต้นฝึกบินและต้องการเรียนรู้ที่จะซ่อมเอง Flight Controller ที่ตอบโจทย์นี้ที่สุดน่าจะเป็น CC3D ซึ่งใช้ Software ของ OpenPilot (LibrePilot) เหตุผลคือ CC3D น่าจะเป็น Flight Controller เดียวที่มาในรูปลักษณ์ที่เป็นกล่อง ซึ่งสามารถดูดซับแรงกระแทกโดยตรงและป้องกันนำ้หรือสิ่งแปลกปลอมต่างๆไม่ให้เข้าถึงตัว Board ได้ ทำให้ CC3D นั้นมีความคงทนมากกว่า Flight Controller รุ่นอื่นๆทีมาเป็น Board เปลือยๆ

CC3D นั้นใช้งานได้ดีที่สุดกับ OpenPilot หรือ LibrePilot (ชื่ออาจจะต่างกันแต่การทำงานเหมือนกัน) เป็นระบบควบคุมการบินที่ใช้งานง่ายโดยระบบการตั้งค่าต่างๆได้ถูกออกแบบมาให้เข้าใจได้ง่ายต่อผู้ที่ไม่มีความรู้มาก่อน การ setup แบบ Wizard ซึ่งอธิบายถึงลำดับการตั้งค่าต่างๆอย่างละเอียด การปรับแต่งได้ถูกออกมาแบบให้เข้าใจง่ายที่สุด ยกตัวอย่างเช่น Rate (ความไวของการบังคับ) ได้ถูกแสดงในหน่วย degree/sec (องศา/วินาที) ซึ่งสามารถเข้าใจได้ตรงตัว และการใช้รูปช่วยคำอธิบาย ลักษณะและอารมการบินอาจจะสู้ Software ตัวอื่นๆไม่ได้แต่ OpenPilot เป็น software ที่ดีที่สุดเพื่อให้ความเข้าใจถึงข้อพื้นฐานต่างๆได้ดีที่สุด และทำให้การเรียนรู้ต่อไปง่ายขึ้น แต่ก็ห้ามดูถูก CC3D และ OpenPilot เด็ดขาดเพราะเทพตั้มก็เคยชนะเลิศการแข่งขันนานาชาติด้วย setup นี้มาแล้ว

Advance (เริ่มเก่งแล้ว)

สำหรับผู้ที่ตัดสินใจได้แล้วว่าจะยอมแพ้แล้วเลิกหรือพร้อมที่จะเรียนรู้และพัฒนาต่อ Cleanflight เป็นระบบควบคุมการบินแบบ opensouce ซึ่งเป็นที่นิยมเป็นอย่างมากใน FPV Racing เพราะสามารถเลือกตั้งค่าที่ส่งผลกระทบต่อลักษณะการบินได้อย่างละเอียด และสามารถเลือก PID Controller ชนิดต่างๆได้ ทำให้ Cleanflight สามารถนำมาใช้กับ Flight Controller ได้อย่างหลากหลายไม่ว่าจะเป็น CC3D นั้นก็สามารถเอามา flash firmware เป็น Cleanflight หรือ board อื่นๆเช่น Naze, Seriously Pro, Dodo, Lux โดยแต่ละ board มีเสปคที่ต่างกัน ซึ่งจะทำการอธิบายถึงข้อแตกต่างโดยละเอียดในบทความอื่น

อย่างที่กล่าวไปข้างต้นว่า Cleanflight นั้นมีประสิทธิภาพมากเมื่อทำการ setup ค่า hardware ได้อย่างถูกต้องและเหมาะสมกันอุปกรณ์ที่ใช้ เช่น looptime ที่ต้องตั้งค่าให้เหมาะสมกับ ESC และ Board ที่ใช้เพราะ looptime ที่มากไปหรือน้อยไปก็จะทำให้ประสิทธิภาพการบินนั้นลดลง การ setup ค่าต่างๆใน cleanflight นั้นยากกว่าเมื่อเทียบกัน OpenPilot ผู้ใช้งานจำเป็นที่จะต้องมีความเข้าใจถึงระบบการทำงานและความหมายของค่าต่าง การตั้งค่าบางประเภทจะไม่มี interface ให้ทำการใส่ค่าแต่ผู้ใช้งานต้องทำการตั้งค่าผ่าน CLI (Command Line Interface) เมื่อเข้าใจถึง basic ของปรับแต่งและ basic ของค่าต่างๆใน cleanflight จะทำให้ผู้ใช้งานสามารถต่อยอดความเข้าใจไปยัง Betaflight, Raceflight ได้ไม่ยาก

Professional (ก้าวสู่เทพ)

พวกเทพๆโปรๆทั้งในเมืองไทยและเมืองนอกก็ไม่ได้ใช่อะไรที่ดีกว่าที่ตลาดมีนะ ทุกอย่างสามารถหาซื้อได้หมดเพียงแต่ว่าเขาใช้อุปกรณ์ต่างๆที่เข้ากันได้ดีและมีการ setup ที่ลงตัวมากที่สุด ซื่งตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือค่า PID ซึ่งก็ไม่ได้บอกว่าถ้าเราเอาค่าจากเทพทั้งหลายมาใส่แล้วจะบินไม่ได้ คำตอบคือบินได้แต่อาจจะไม่ดีเท่าเพราะอุปกรณ์ น้ำหนัก การวางอุปกรณ์ทุกอย่างมีผลหมด อย่างไรก็ตามการเอาค่า PID ที่ดีแล้วมาใส่แล้วทำการ fine tune อีกทีก็น่าจะประหยัดเวลาไปได้บ้าง

คนที่บินเก่งแล้วอาจจะเลือกใช้ BetaFlight หรือ RaceFlight แทน CleanFlight ทั้งนี้ข้อแตกต่างของวิธีการ setup ต่างๆนั้นแทบเหมือน CleanFlight เลยแต่อาจจะมี function หรือการเปลี่ยนแปลงบางอย่างเพื่อใช้ในการทดสอบก่อนนำไปใช้จริงในเวอร์ชั่นต่อๆไปของ Cleanflight เอาง่ายๆ BetaFlight คือตัวทดสอบที่อาจจะมี bug หรือการบินอาจจะไม่สเถียรบ้างแต่ก็ไม่ได้แย่ แต่ถ้าเราต้องการเล่นของใหม่ตลอดก็เป็นสิ่งที่ช่วยไม่ได้ ส่วน RaceFlight นั้นเป็นสาขาที่แยกออกมาจาก BetaFlight อีกที ซึ่งเป็นการแยกออกมาเพื่อรองรับชิปตัวใหม่ (F4) ที่สามารถประมวลผลได้เร็วกว่า ทำให้เราสามารถลด looptime ลงไปได้ถึง 126 uS (8kHz) อย่างไรก็ตามอุปกรณ์ที่ใช้เช่น Flight Controller และ ESC ต้องรอบรับความเร็วดังกล่าว

Flight Controller อีกตัวหนึ่งที่ได้รับความนิยมมากในขนาดนี้คือ Kiss ซึ่งทำการผลิตโดย Flyduino.net ซึ่งได้ทำการออกแบบอุปกรณ์และเขียน software มารองรับเองทั้งหมด พูดง่ายๆก็เหมือน Apple ที่ทำ iPhone และ iOS มาเพื่อรองรับอุปกรณ์ของตัวเองเท่านั้น ข้อดีคือ Kiss นั้นมีทั้ง Flight Controller และ ESC ที่ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับซึ่งกันและกัน จึงไม่ต้องมีการ setup ค่าต่างๆมาก อีกทั้ง Kiss เลือกที่จะเอา function ต่างๆที่ไม่จำเป็นออกไปจนเหลือแต่ function ที่จำเป็นและดีที่สุดสำหรับ FPV Racing เท่านั้น ส่วนตัวคิดว่า Kiss นั้นดีสำหรับการบินแบบ FPV แบบจริงจัง แต่มือใหม่ที่อยากเรียนรู้การทำงานและการ setup ต่างๆจะไม่ค่อยได้ประโยชน์จาก Kiss สักเท่าไร