Flyduino любезно предоставило мне набор новых регуляторов KISS 24A ESC Race Edition (RE). В этой статье мы рассмотрим основные фишки, протестируем их и, в завершении, немного советов по использованию этих регуляторов.
Купить KISS 24A ESC Race Edition from Flyduino.
Обзор KISS 24A ESC Race Edition
В этом обзоре я пройдусь по следующим темам, надеюсь они затронут большинство вопросов возникающих у начинающих пользователей.
- Технические характеристики
- Железо
- Прошивка
- Телеметрия
- Почему горят регули — защита от перегрузки и перегрева
- Как использовать регуляторы KISS 24A ESC RE
- Подключение к полетному контроллеру и двигателям
- Реверс вращения
- Калибровка
- Перепрошивка
- Режимы 5S / 6S / 3D
- Производительность
- Заключение
Последнее обновление: 28.02.2016
Огромное спасибо Артуру за то, что он сделал некоторые фотографии для меня.
Технические характеристики
Ниже приведены характеристики, со страницы товара в магазине. Я добавил свои комментарии и выделил их зеленым цветом.
- 32х битный процессор
- Допускается постоянно выдаваемый ток 24А, даже с плохим охлаждением — Я думаю они имеют ввиду крепление регуляторов внутри рамы, а не на лучах, т.е. при использовании их PDB.
- Аккумуляторы от 2S до 5S — можно использовать даже 6S, но не рекомендуется.
- Телеметрия: напряжение, ток, температура и обороты двигателя (RPM) — работает только при использовании полетного контроллера KISS FC.
- Защита от перегрузки — регулятор измеряет проходящий через него ток, лимит 30А (можно настроить).
- Защита от перегрева — когда достигается предельная температура, мощность регулятора ограничивается.
- Адаптивные тайминги — более эффективно, чем фиксированные значения таймингов.
- Максимальные обороты 450000erpm, 64000rpm для стандартного (14 полюсного) мотора.
- Точный контроль оборотов (~950 значений).
- Синхронное выпрямление (active freewheeling) — как правило используется и в других регуляторах, увеличивает эффективность.
- Поддерживает обычный PWM сигнал (25-500Гц), OneShot125 и OneShot42, протокол определяется автоматически.
Размер и вес
Размер KISS 24A ESC: 19 на 27 мм, что меньше чем KISS 30А — 21 на 35 мм. А если точно то размер 19,55 х 26.94 х 4.19 мм.
Вес регулятора 3.6 грамма, без учета проводов и пайки.
Железо
В настоящее время KISS 24A ESC RE один из немногих регуляторов основанных на на 32-битном процессоре.
Большинство регуляторов доступных на рынке в настоящий момент основаны на 8 битных процессорах Atmel или SiLabs, например: KISS 12A/18A/30A (ATMEL), Littlebee 20A (Silabs F330), XM20A (Silabs F390). Это напомнило мне эволюцию полетных контроллеров (от 8 битных к 32 битным), примерно 2-3 года назад, а с регуляторами это происходит только сейчас.
32 битный процессор в KISS 24A — ARM Cortex STM32F051 с частотой 48МГц. Это значит более быстрый обмен данными и их обработку, а также дает возможность для дальнейшего роста, решения более сложных задач.
Без BEC
Как и многие другие OPTO регуляторы, этот KISS 24A не содержит BEC, так что вы не сможете запитать полетный контроллер напрямую от него.
Полевые транзисторы
Используются транзисторы AON6512 N-FET, которые рассчитаны на ток до 150А, но в большинстве случаев требуется радиатор для таких токов. Использование транзисторов с большими допустимыми токами помогает справиться с проблемой перегрева, особенно в ситуациях где желательно избежать использования радиаторов.
Как и в Littlebee 20A, KISS 18A, в новом KISS 24A Race Edition используются специальные схемы для управления затвором транзисторов, это позволяет переключать их быстрее, что в свою очередь, дает возможность очень быстро тормозить моторы.
Допустимое напряжение
Регулятор может работать от аккумуляторов 2S-5S, но технически его можно питать напряжением до 25В, что в теории позволяет использовать аккумуляторы 6S. Однако это не рекомендуется. Еще Flyduino упоминает защиту от перенапряжения, которая срабатывает при 26.5В.
Прошивка
Скажите «пока!» прошивкам BLHeli и SimonK. Новые KISS 24A ESC используют собственную прошивку.
Все равно вам доступны те же фишки типа OneShot125 и активное торможение (aka Damped Light в BLHeli). Эта прошивка также поддерживает стандартный PWM и новый протокол OneShot42.
Пользователи KISS сказали, что обычно у них нет таких частых обновлений прошивок как BlHeli и SimonK. Возможно это хорошо, раз никто не жалуется, то это значит что все сделано правильно с первого раза 🙂
Преимущество в том, что Flyduino контролирует как железо так и прошивку. Я думаю что это упрощает написание прошивки, потому как она рассчитана на определенное железо. Не говорю, что написание прошивок и разработка железа — простая задача, но это позволяет сфокусироваться на производительности, а не на совместимости с кучей железа.
OneShot42 — это новый протокол, разработанный Flyduino, он в 3 раза быстрее чем Oneshot125.
Телеметрия
Регуляторы KISS 24A ESC могут передавать телеметрию в полетный контроллер, например напряжение, ток, температуру и обороты двигателя. В дальнейшем телеметрия может быть отображена на экране при помощи OSD (замечу что это работает только с MinimOSD, в которую залита специальная прошивка).
В настоящее время эта телеметрия работает только с полетным контроллером KISS FC. Однако это открытый протокол передачи данных, так что вполне вероятно другие полетные контроллеры тоже будут его поддерживать.
Телеметрия дает возможность двустороннего обмена данными между регуляторами и ПК, что может помочь улучшить качество и эффективность управления в будущем.
Информацию о протоколе можно найти тут (pdf, англ.)
Почему сгорают регуляторы (ESC)?
Я часто вижу один и тот же вопрос, когда кто-то обсуждает новые регуляторы: «вероятно они будут гореть так же как и KISS 18A?»
Так почему же горят регуляторы? Ок, они нагреваются когда через них проходит ток. Если у вас плохое охлаждение и теплу некуда деваться, MOSFET’ы (полевые транзисторы) перегреются. В некоторых экстремальных ситуациях транзисторы такие горячие, что могут расплавить припой на плате. Это дает возможность им сдвинуться и закоротить что-нибудь, что и сожжет регулятор!
Предосторожность Flyduino
Flyduino представила новый, умный ограничитель тока и защиту от перегрева. Попросту они ограничивают мощность когда ток или температура достигают заданных пределов, что и спасает регулятор от перегрева и огня.
Я видел это в реальности, когда я делал тесты тяги, и я был впечатлен: во время теста достаточно мощной конфигурации ток достиг 30А при газе в 80%, но я продолжил увеличивать газ, ток при этом колебался в районе 30А, но не превышал его. Конечно, если вы хотите, что можете установить бОльший и меньший лимит в настройках (CLI Mode).
До сих пор мы не слышали ничего о сгоревших регуляторах 24A.
Обновление от 28.02.2016: первый отчет о сгоревшем регуляторе на 24А. Но лично я думаю, что это ошибка пилота! Винт и мотор потребляют слишком большой ток (при использовании 5045BN ток будет более 27А, а с винтами Triblade 5045BN, я уверен, он будет больше 32А).
KISS Race PDB – авианосец для регуляторов KISS
В дополнение к регуляторам и полетному контроллеру можно купить носитель KISS ESC. Он позволяет разместит все регуляторы вместе, это упрощает разводку проводов, и, в результате сборка выглядит более аккуратно.
Однако Kiss Race PDB не влезла ни в одну раму из тех что у меня есть, так что я не буду ее использовать.
Размеры этой PDB 99.5 на 45 мм.
Как использовать KISS ESC 24A
Самый правильный способ — делать все по инструкции с сайта Flyduino.
Какие полетные контроллеры поддерживают KISS 24A?
Регуляторы будут работать с любым полетным контроллером, у которого на выходе PWM с частотой 50-500Гц, или Oneshot125. Они пока не поддерживают протокол Multishot.
Подключение и пайка
Как обычно, регуляторы KISS от Flyduino идут без проводов, вы должны самостоятельно их припаять. Убедитесь что у вас есть подходящие кабели, прежде чем заказывать эти регуляторы.
Вы можете припаять провода от моторов прямо к регулятору. Так что все что вам нужно это 2 провода сечением 16 или 18 AWG для подключения питания и два провода сечением 24/26 AWG для сигнала и земли. Если вы хотите получать телеметрию, то потребуется еще один дополнительный провод (24/26 AWG). Сечение провода зависит от планируемого потребляемого тока.
Сигнальный провод необходимо припаять ниже метки PWM, а земляной слева от метки GND, а не у метки TLM (которая означает telemetry — телеметрия)! Нужно припаивать оба провода: сигнальный и землю, иначе можно столкнуться с рассинхронизацией и дерганием моторов.
Кроме этого есть еще 2 точки для пайки, отмеченные как TX и RX на другой стороне регулятора, они используются для подключения ESC к последовательному порту.
Помимо контактов для поводов имеется перемычка с надписью «BT», что значит bootloader, она нужна для смены прошивки.
Калибровка ESC
Flyduino говорят что калибровка не требуется, т.к. используются качественные и точные кварцы.
Но если вы все равно хотите откалибровать, то проделайте обычную процедуру, как и для любого другого ESC. При использовании Cleanflight и Betaflight вы можете использовать закладку «motor» как обычно.
Если же вы используете конфигуратор полетного контроллера KISS FC, то следуйте следующей инструкции.
ВНИМАНИЕ: Снимите винты прежде чем начинать!!!
- Отсоедините аккумулятор
- На передатчике дайте полный газ
- Подключите аккумулятор
- Подождите как минимум 5 сек, прозвучит один длительный бип
- Газ сбросьте в 0, подождите перезагрузки регулятора (длинный, короткий и снова длинный гудки)
- Отключите аккумулятор.
Реверс вращения
Вы можете изменить направление вращения мотора поменяв местами 2 любых провода идущих к нему от регулятора, но более правильный способ (только для KISS 24A) — это закоротить перемычку на регуляторе), рядом со светодиодом.
Запуск с аккумуляторами 5S / 6S или 3D режим
Если вы хотите летать с аккумулятором 5S (или даже 6S — но это не рекомендуется), или в 3D режиме, рекомендуется припаять конденсатор около входных проводов, это снизит нагрузку на регулятор.
Добавление конденсатора также должно помочь если у вас длинные провода питания. Обычно достаточно конденсатора емкость 220 мкФ.
Консоль (CLI Mode)
Вы можете подключить регулятор к компьютеру и при помощи командной строки делать множество полезных операций.
Для подключения к компьютеру требуется FTDI кабель (адаптер USB -> UART), подойдет тот же самый которым перепрошивается CC3D. Нет необходимости подключать питание (3.3 или 5.0 В), нужны только RX, TX и земля. Регулятор будет питаться от аккумулятора. Для того чтобы компьютер распознал устройство необходимо вначале подключить адаптер к компьютеру, и только затем воткнуть аккумулятор.
Для включения режима CLI (командной строки) необходимо подождать 5 секунд после подключения аккумулятора.
Настраивать регулятор можно при помощи любой программы работы с последовательными портами, например Arduino Serial Monitor или Putty, используя скорость 115200.
Всего поддерживается 4 действия/команды:
help - список всех доступных команд и их описание tlm - вывод данных телеметрии reset - сброс всех настроек info - информация о регуляторе CLxx - установка максимально допустимого тока, xx - должно быть в интервале 01-30А
Более подробное описание см в документации (англ.).
Перепрошивка
Прошивку можно скачать с сайта Flyduino, для этого нужно будет ввести серийный номер регулятора. При этом вы получите пошивку которая точно предназначена для вашего регулятора.
Чтобы узнать серийный номер, в командной строке (описание см. выше), введите «info». В ответ вы получите что-то типа этого:
info KISS ESC24A Version: 1. 100 Manufacturer: Flyduino.net Dev.: Felix Niessen S/N: 20323931-42335719-001C004A Max. used Voltage: 1503 Current limit (A): 30
После скачивания прошивки, просто используйте программу STM32 Flash Loader. Если у вас возникли проблемы с этой программой, просто попробуйте ее еще раз на другом компьютере.
Подробные инструкции по перепрошивке регулятора можно найти тут (pdf, англ.).
Читаем данные телеметрии
Есть несколько способов получить телеметрийную информацию.
- OSD
- Последовательный порт
- Конфигуратор
Кроме просмотра телеметрии при помощи OSD и полетного контроллера, можно получить ее при помощи команды «tlm» в командной строке.
Если у вас есть полетный контроллер KISS FC, вы также можете просмотреть информацию прямо в графическом конфигураторе. Если полетный контроллер обнаружил регулятор, тогда появляется возможность выбрать в выпадающем списке (над графиками гироскопов и акселерометров) данные для просмотра.
Чтобы полетный контроллер обнаружил регуляторы, нужно включить все одновременно, например от аккумулятора, при этом кнопка save работать не будет. (не забудьте снять винты!)
Регуляторы убивают видео передатчики?
Если вы планируете использовать эти регуляторы, то я рекомендую также поставить LC фильтр (или регулятор напряжения, BEC), между аккумулятором и FPV оборудованием. Фактически, активное торможение у этих регуляторов работает так хорошо, что может вызывать серьезные скачки напряжения, которые могут повредить видео передатчик или OSD.
Даже просто конденсаторы припаянные на входные провода регуляторов и то могут помочь!
На самом деле я рекомендую это делать на любом мини квадрике. Регуляторы оборотов и моторы становятся все более и более мощными, и были уже сообщения о том, что даже регуляторы Littlebee убивают FPV оборудование.
Тестирование производительности
К счастью скоро я смогу протестировать эти регуляторы на моем квадрике, но прежде чем ставить их на коптер, я провел несколько тестов тяги в статике, используя несколько моторов и винтов, и сравнил между собой Littlebee 20A, DYS SN20A и KISS 24A.
Условия тестирования
- Все тесты сделаны не стенде Turnigy (англ.)
- Напряжение аккумулятора 16.0-16.4В — Turnigy Nanotech 1800mAh 4S
- SN20A и LB20A с прошивкой BLHeli 14.4, активное торможение включено
KISS 24A Race Edition работают очень хорошо, очень эффективны и, в большинстве тестов, дают бОльшую тягу, чем другие 2 регуля. Littlebee 20A удивительно близки по характеристикам, несмотря на их цену.
Cobra 2204 1960KV
Gemfan 5030
| Регулятор | Макс тяга, г. | Макс. ток, A | Макс. мощность, Вт | Эффективность г/Вт |
| DYS SN20A | 531 | 9.4 | 152.3 | 3.49 |
| Littlebee 20A | 615 | 10.8 | 175.0 | 3.52 |
| KISS 24A Race | 635 | 10.7 | 173.3 | 3.66 |
HQ 5045 BN
| Регулятор | Макс тяга, г. | Макс. ток, A | Макс. мощность, Вт | Эффективность г/Вт |
| DYS SN20A | 698 | 19.5 | 315.9 | 2.21 |
| Littlebee 20A | 744 | 21.1 | 341.8 | 2.18 |
| KISS 24A Race | 787 | 21.6 | 349.9 | 2.25 |
HQ 6045
| Регулятор | Макс тяга, г. | Макс. ток, A | Макс. мощность, Вт | Эффективность г/Вт |
| DYS SN20A | 962 | 22.0 | 356.4 | 2.70 |
| Littlebee 20A | 989 | 22.3 | 361.3 | 2.74 |
| KISS 24A Race | 1032 | 23.5 | 380.7 | 2.71 |
Cobra 2204 2300KV
Gemfan 5030
| Регулятор | Макс тяга, г. | Макс. ток, A | Макс. мощность, Вт | Эффективность г/Вт |
| DYS SN20A | 684 | 13.6 | 220.3 | 3.10 |
| Littlebee 20A | 734 | 14.5 | 234.9 | 3.12 |
| KISS 24A Race | 718 | 14.3 | 231.7 | 3.10 |
HQ 5045 BN
| Регулятор | Макс тяга, г. | Макс. ток, A | Макс. мощность, Вт | Эффективность г/Вт |
| DYS SN20A | 790 | 25.4 | 411.5 | 1.92 |
| Littlebee 20A | 879 | 28 | 453.6 | 1.94 |
| KISS 24A Race | 862 | 27.2 | 440.6 | 1.96 |
HQ 4045 BN
| Регулятор | Макс тяга, г. | Макс. ток, A | Макс. мощность, Вт | Эффективность г/Вт |
| DYS SN20A | 555 | 16.5 | 267.3 | 2.08 |
| Littlebee 20A | 570 | 18 | 291.6 | 1.95 |
| KISS 24A Race | 588 | 18.2 | 294.8 | 1.99 |
Emax RS2205 2600KV
Gemfan 5030
| Регулятор | Макс тяга, г. | Макс. ток, A | Макс. мощность, Вт | Эффективность г/Вт |
| DYS SN20A | 837 | 20 | 324.0 | 2.58 |
| Littlebee 20A | 1002 | 22.3 | 361.3 | 2.77 |
| KISS 24A Race | 990 | 21.7 | 351.5 | 2.82 |
HQ 4045 BN
| Регулятор | Макс тяга, г. | Макс. ток, A | Макс. мощность, Вт | Эффективность г/Вт |
| DYS SN20A | 707 | 24.5 | 396.9 | 1.78 |
| Littlebee 20A | 720 | 25.3 | 409.9 | 1.76 |
| KISS 24A Race | 776 | 27 | 437.4 | 1.77 |
Gemfan 4045
| Регулятор | Макс тяга, г. | Макс. ток, A | Макс. мощность, Вт | Эффективность г/Вт |
| DYS SN20A | 498 | 12.2 | 197.6 | 2.52 |
| Littlebee 20A | 518 | 14 | 226.8 | 2.28 |
| KISS 24A Race | 529 | 13.5 | 218.7 | 2.42 |
Заключение
В настоящее время, я не видел большого количества жалоб (пока). Прямо перед тем как я их получил были проблемы с синхронизацией при использовании моторов с большим KV (типа 2700 KV) в режиме 2кГц. Проблема была в процедуре обработки входных данных при использовании oneShot. Но ее быстро решили в новой версии прошивки (я был впечатлен скоростью реакции flyduino).
Итак, несколько небольших замечаний:
- плохой перевод инструкции
- может стоит дать возможность менять направление вращения из конфигуратора как в BLHeli?
- смена прошивки все еще не очень простая процедура, может стоит обновлять прошивку прямо из конфигуратора как в BLHeli? И что даже лучше — автоматически определять версию и уведомлять о новых версия.
- что более важно — наличие в магазинах 🙂
У меня никогда не было более старых регуляторов KISS, так что мне сложно сказать на сколько лучше эти и стоит ли обновляться. Но если вы хотите использовать новые фишки (которых нет в 18А и 30А версиях), то должны иметь ввиду именно 24А версию (потому, что 24А версия сделана на базе совершенно нового микроконтроллера, т.е. их возможности и прошивка будут совершенно иными)
Есть вопросы или комментарии? Пожалуйста пишите.