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Scelta del sistema di controllo di un multicottero (Flight Control Board e firmware)

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  • Scelta del sistema di controllo di un multicottero (Flight Control Board e firmware)

    Ormai sempre più spesso nuovi utenti chiedono chiarimenti e consigli sulla scelta del sistema di controllo da utilizzare per un multicottero. Come ben descritto nella bella "Guida per niubbi" di Areis in commercio sono disponibili molte schede e relativi firmware e si rischia di perdersi in mezzo a tante soluzioni disponibili. Occorre però rilevare che la maggior parte di coloro che utilizzano multicotteri a fini esclusivamente ludici si sta ormai orientando, tra le decine di soluzioni hw e sw disponibili, su un numero sempre più limitato di schede e di firmware.

    Ritengo cosa utile delineare in questo thread alcuni consigli per orientarsi tra queste soluzioni maggiormente usate in campo hobbistico e poter scegliere il sistema di controllo più adatto alle proprie esigenze e capacità .

    Raggrupperei le soluzioni disponibili in cinque grandi classi
    - KK
    - MultiWii
    - APMcopter
    - NAZA
    - sistemi professionali (WK, MK, ecc.)


    Nella sintetica descrizione non metterò link ai fornitori delle singole schede perchè l'obiettivo non è quello di sponsorizzare specifici fornitori ma aiutare ad individuare la classe di soluzioni più vicina alle proprie esigenze.

    Naturalmente la descrizione è sintetica e finalizzata a orientare la scelta. La descrizione più completa delle soluzioni all'interno delle varie classi va trovata nel sito dei fornitori di hw e/o del firmware.

    NB
    In questo thread non saranno trattati i sistemi professionali WK e MK
    Ultima modifica di biv2533; 26 gennaio 14, 11:14. Motivo: aggiunto link come da richiesta autore 3d
    TermicOne su youtube

  • #2
    KK


    In questa classe possiamo annoverare alcune schede con funzionalità base dal costo veramente contenuto.

    Sono disponibili diverse schede KK a partire da soli 10 Euro.



    Le schede più economiche dispongono solo di giroscopi e non garantiscono la funzione di autolivellamento. Richiedono quindi un po' di perizia nel pilotaggio ma sono utilissime per imparare a pilotare veramente un multicottero e, nonostante il prezzo contenuto, volano sorprendentemente bene.

    Le schede più complete (KK V2.x) sono dotate di accelerometri e quindi garantiscono anche la funzione di autolevel. Sono inoltre dotate di un comodissimo mini schermo LCD per il settaggio dei parametri e per il tuning.



    Il grande vantaggio di questa classe di schede è che occorre collegarle al PC (con l'apposito adattatore) solo per caricare o aggiornare il sw. Tutte le altre funzioni di configurazione e tuning sono fatte direttamente sulla scheda. Poichè normalmente la scheda viene consegnata con il sw già caricato, spesso, se viene usata una configurazione standard, non è necessaria alcuna attività con il PC. Tutto il tuning viene fatto con un cacciavitino su tre potenziometri o sullo schermino LCD per la V2.

    In rete e qui sul barone si trova ormai una vastissima documentazione su questa tipologia di schede quindi non è necessario mettere alcun link per gli approfondimenti del caso.

    Se si vuole una scheda per imparare veramente a pilotare un multicottero, a basso costo, semplice da settare e che vola bene questa è la scelta giusta. Naturalmente ha solo funzioni di base ma sono quelle che servono per imparare a pilotare un multicottero sia per un volato convenzionale che per un volato acrobatico.
    TermicOne su youtube

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    • #3
      MULTIWII

      In questa classe troviamo diverse schede che garantiscono il supporto al firmware MultiWii.

      Quasi sempre le schede vengono consegnate con un firmware già installato ma per poter seguire e sfruttare pienamente lo sviluppo delle funzioni è opportuno disporre su un PC dell'ambiente di sviluppo Arduino in modo da poter modificare nei file sorgente di MultiWii i vari parametri di configurazione quindi compilare e caricare il firmware sulla scheda. Ulteriori attività di configurazione e tuning vengono effettuate con un tool di configurazione (MultiWiiConf o analoghi) sempre con la scheda collegata ad un PC. Sono anche disponibili applicazioni Android per effettuare questa attività di configurazione e tuning tramite un tablet o uno smartphone.

      Tutto sommato il setup non è difficile e sono disponibili buone guide. Occorre però un po' di manualità con l'utilizzo del PC per installare l'ambiente Arduino, personalizzare i file di MultiWii, compilare e caricare il software. Uno degli aspetti interessanti di questa soluzione è proprio quello di poter seguire costantemente lo sviluppo di questo software open-source, interagendo con altri utenti dei forum o con gli sviluppatori nelle attività di test delle nuove versioni.

      Nelle ultime versioni MultiWii dispone anche di funzionalità avanzate che garantiscono diverse modalità di volo manuale e assistito (Acro, Horizon, Alt-Hold, Position Hold, ecc.).



      Le versioni base delle schede che supportano MultiWii (CRIUS SE e relativi cloni) hanno un costo assai contenuto (a partire da circa 20 Euro) e garantiscono funzioni di autolivellamento, gestione della quota con sensore barometrico e gestione dell'orientamento del multicottero tramite magnetometro.



      Particolarmente interessanti le versioni più avanzate di queste schede (CRIUS AIO PRO e relativi cloni) che hanno un costo maggiore (a partire da 40 Euro) ma sono in grado di collegare direttamente anche un modulo GPS per le modalità di volo assistito (Position hold, Return To Home, Waypoints, ecc.). Queste schede sono inoltre dotate di sensori più avanzati delle schede base e utilizzano un processore ATmega2560 che le rende compatibili anche con software della classe APMcopter. Per chi si orienta verso MultiWii queste ultime schede sono probabilmente la scelta più opportuna e aperta a evoluzioni future.

      Per approfondimenti:

      http://www.baronerosso.it/forum/mode...-multiwii.html

      http://www.baronerosso.it/forum/mode...nsori-wii.html

      MultiWii


      Questa classe di schede è normalmente utilizzata da coloro che non vogliono semplicemente far volare un quadricottero ma vogliono entrare un poco di più nei processi e nelle procedure di configurazione e tuning, usando tools su PC per configurare e settare il proprio veicolo. E' inoltre interessante e stimolante utilizzare un sistema open-source seguendone (anche solo da utente) gli sviluppi con la possibilità di interagire con gli sviluppatori. Particolarmente interessante è anche il confronto sul forum con gli altri utilizzatori del sistema al fine di seguire gli sviluppi del software scambiandosi opinioni e reciproco supporto sulle nuove versioni che vengono via via disponibili.
      TermicOne su youtube

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      • #4
        APMCopter

        In questa classe troviamo le schede che supportano il software APMcopter (una volta chiamato Arducopter).

        Hanno un costo di partenza decisamente più elevato delle classi KK e MULTIWII ma garantiscono funzionalità veramente avanzate e dispongono di comodi e sofisticati tool di configurazione e monitoring. Il software viene caricato tramite tool di installazione e non è necessario utilizzare un ambiente di sviluppo e compilazione per le attività di aggiornamento.

        Le funzionalità di APMcopter sono veramente tante e sono disponibili molte modalità di volo manuale e assistito (acro, sport, stab, loiter, alt-hold, circle, rtl, land, guided, follow me, simple, super-simple, drift, ecc.)...alzi la mano chi le ha provate tutte! In modalità Auto è possibile realizzare complesse missioni di volo totalmente assistito dal software (sempre con la possibilità di riprendere il controllo del veicolo da radio RC).

        Sono disponibili sofisticati tool per la configurazione, tuning e monitoraggio in volo (in tempo reale o tramite log) su PC, tablet e smartphone.




        La versione più economica delle schede che supportano APMcopter è rappresentata dalla scheda CRIUS AIO PRO (e relativi cloni - a partire da circa 40 Euro) sulla quale gira un porting del software APMcopter chiamato MegaPirateNG.





        La versione più diffusa e consolidata è la scheda APM (e relativi cloni) oggi però arrivata al limite della capacità (come peraltro le schede CRIUS AIO PRO) e sulla quale non sarà probabilmente possibile avere ulteriori significativi sviluppi. E' però alla data la scheda sicuramente più usata per questa classe di soluzioni e gode di un ampio supporto nel sito di APMcopter e presso i vari forum di settore.






        Le nuove schede avanzate a 32bit (VRBRAIN e PIXHAWK) rappresentano il futuro di questa classe di sistemi di controllo per multirotori e sono le schede sulle quali potranno essere garantiti i futuri sviluppi che richiederanno elevate capacità di calcolo.

        Naturalmente per sfruttare tutte le funzioni disponibili di APMcopter è necessario collegare alle schede un GPS

        Interessante infine la possibilità di utilizzare la medesima scheda per caricare i firmware APMplane e APMrover per controllare, con la medesima logica, aerei e mezzi terrestri.

        Per approfondimenti:

        http://www.baronerosso.it/forum/mode...apirateng.html

        http://www.baronerosso.it/forum/mode...rducopter.html

        http://www.baronerosso.it/forum/mode...ation-log.html

        http://www.baronerosso.it/forum/mode...pm-copter.html

        http://www.baronerosso.it/forum/mode...alrobotix.html



        Come MultiWii anche questa classe di schede è dedicata a chi non vuole semplicemente far volare un multicottero ma desidera anche poter configurare e settare il proprio modello con i tool a disposizione. Le numerose funzioni, modalità di volo, eventi programmabili, parametri modificabili, ecc. rende questa classe di soluzioni una fonte inesauribile di spunti per attività sempre più interessanti e un costante stimolo per un confronto fra utenti. Anche il solo sperimentare e provare le innumerevoli funzioni previste nel software di bordo, nelle Ground Control Station, nei sistemi di telemetria, nei sistemi di volo automatico, ecc. garantisce un approccio interessante e sfidante.
        TermicOne su youtube

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        • #5
          NAZA

          In questa classe troviamo i sistemi NAZA.

          NAZA è una classe di sistemi proprietari (quindi non open-source) di facile installazione e configurazione.
          Garantiscono un volo eccezionalmente stabile e preciso. La tenuta della quota e la stabilità sono impressionanti.
          I tool disponibili garantiscono facili funzioni di aggiornamento software.



          Con le ultime versioni del firmware sulle versioni avanzate dei controller vengono anche garantite le funzionalità di volo per waypoint, telemetria e monitoraggio in volo su tablet.

          Il costo è diminuito notevolmente rispetto al passato e quindi oggi questo sistema è accessibile anche ad un'ampia utenza di hobbisti.

          Se si vuole disporre di un multicottero che abbia un volo particolarmente stabile, senza sbattersi tanto nell'imparare tool di settaggio, con sistemi di assistenza al volo che rendono il pilotaggio estremamente semplice e si dispone di un budget sufficiente, allora questa classe di sistemi è la più adeguata. Il volo assistito è talmente semplice che se si utilizzano questi sistemi solo in modalità assistita non si impara a pilotare un multicottero in quanto il pilotaggio si limita a dare comandi di navigazione tramite radio, mentre il sistema di controllo si occupa di mantenere in volo il multicottero.

          Anche in questo caso esiste una vasta documentazione sia sul BaroneRosso che in rete delle varie soluzioni NAZA nelle diverse configurazioni (NAZA, NAZA Lite, Phantom, Phantom vision, ecc.). Non è quindi utile mettere link di approfondimento.

          Le soluzioni NAZA sono quelle più usate quando si ha un po' di budget a disposizione e si è meno interessati alle problematiche di pilotaggio e alle particolarità e opportunità di un progetto open-source per un sistema di controllo di un modello volante. E' una soluzione consolidata, sicura, facile da settare e particolarmente stabile. La diminuzione dei prezzi delle versioni base di questa classe di soluzioni le rendono paragonabili, come costi, alle soluzioni avanzate della classe APMcopter. Probabilmente queste soluzioni hanno meno funzioni delle soluzioni classe APMcopter ed essendo frutto di un progetto proprietario c'è scarsa visibilità sui processi di sviluppo e nessuna visibilità dell'hw e del sw...ma le funzioni che garantiscono sono sorprendentemente solide e al top di quello che è disponibile oggi in campo hobbistico.
          TermicOne su youtube

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          • #6
            - sei interessato a partecipare ad un progetto di sviluppo open-source
            - ti interessa interagire con gli sviluppatori
            - vuoi seguire i costanti sviluppi di una piattaforma open
            - ti interessa il confronto con altri utenti sulle tematiche di sviluppo, configurazione e tuning
            - ti interessa testare e sperimentare una piattaforma in via di sviluppo
            |
            |
            V
            MultiWii o APMcopter




            - sei interessato ad assemblare la tua flight control board
            - desideri una soluzione a basso costo
            ---------------------------------------------------------> MultiWii

            - desideri una soluzione con numerose funzionalità
            - vuoi una piattaforma in grado di crescere verso soluzioni più avanzate sia hw che sw
            - ti interessa utilizzare la soluzione anche su altri veicoli (aerei o mezzi terrestri)
            ---------------------------------------------------------> APMcopter
            TermicOne su youtube

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            • #7
              - sei interessato unicamente a disporre di un sistema di controllo del tuo multicottero
              - non ti interessa approfondire particolarmente il tema dei sistemi di controllo
              - non ti interessa seguire una piattaforma open
              - non hai voglia di sbatterti in attività di configurazione, setup e tuning
              |
              |
              V
              KK o NAZA

              - desideri una scheda a bassissimo costo
              - ti interessa veramente imparare a pilotare un multicottero
              - ti interessa imparare il volo acrobatico
              ------------------------------------------------------------> KK

              - disponi di un budget adeguato
              - vuoi la massima semplicità di pilotaggio
              - desideri un sistema che ti garantisca la massima stabilità
              - desideri funzioni avanzate di volo assistito
              ------------------------------------------------------------> NAZA
              TermicOne su youtube

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              • #8
                in comune accordo con il creatore della discussione, invito chiunque a dare suggerimenti, correzioni ed aggiunte. Verranno mano mano implementate alla guida di termicone così poi da poter essere chiusa ed eventualmente aggiornata solo il caso di grandi sconvolgimenti.
                Un grazie da parte mia a Termicone per la guida, così ho un altra scusa per poter chiudere discussioni di utenti appena arrivati
                Perché i sogni... è bello costruirseli con le proprie mani... non ARF!

                In Cina, il problema è sempre in Cina

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                • #9
                  termic,
                  come da richiesta ho inserito la tua parte sulle schede nella guida e la allego qui in PDF (ti invio poi il file completo in word per modificarlo a piacere ma ora sono di corsa). l'ho inserita in coda alle FAQ ma starebbe anche bene nella sezione dedicata al cervello, solo che ero un po' di corsa e non avevo tempo poi di ricontrollare le impaginazioni successive. se poi vuoi modificare fai pure e manda allega tu il PDF che poi penso ci pensi il Biv a sistemare e aggiornare.
                  ciauz e grazie!
                  File allegati

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                  • #10
                    Attendo la nuova release dopodichè la alleghero a tutti i 3d in evidenza e cancellerò anche questo mio messaggio al fine di rendere più chiara e fruibile la guida.

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                    • #11
                      OpenPilot

                      La inserisco in quanto è una scheda parecchio famosa ed utilizzata all'estero e che qui in Italia sembra non aver mai preso piede sopratutto nel forum.

                      E' un progetto Open Source, il codice è liberamente disponibile per la modifica per soddisfare esigenze specifiche, ma è piu semplice da utilizzare rispetto alle Multiwii che talvolta rappresentano un blocco per chi è a digiuno di tutto e cerca qualcosa di meno impegnativo.
                      La piattaforma include supporto per Multirotori, Elicotteri e Aerei, hanno avuto dei problemi a partire che poi si sono risolti, ma chiunque le possiede si dichiara altamente soddisfatto, addirittura viene preferita a Naza.
                      Hanno un forum molto attivo al quale tengono molto http://forums.openpilot.org/, c'è anche la parte Italiana nel forum ma non è molto attiva per il motivo detto all'inizio.

                      Ci sono due schede principali la CC3D


                      e la Revolution


                      Sono entrambe molto piccole e leggere, specialmente la CC3D che ha solo due sensori Gyro e Acc, che permettono quindi di avere due modalita di volo, manuale e autolivellamento, ma ci sono porte per inserire GPS per espandere alcune funzioni oppure satelliti per riceventi Spektrum.
                      L'altra invece è completa anche di magnetometro e barometro permette quindi diversi tipi di volo automatizzati come il Way Point con telemetria, ma non solo, è in continuo sviluppo ed è dotata di un modulo 433 Mhz integrato

                      Dichiarano gli sviluppatori che la piattaforma è particolarmente adatta per la fotografia aerea e applicazioni video aeree.

                      La Bibbia
                      Wiki Open Pilot
                      Il Sito
                      http://www.openpilot.org/
                      Lo Store
                      http://store.openpilot.org/
                      Ultima modifica di Skud85; 24 marzo 14, 00:29.
                      On Facebook Quadricottero News
                      Guida per MicroQuad da FPV

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                      • #12
                        OpenPilot è assai noto ma avevo ritenuto di non inserirlo il questo elenco perchè, non avendo avuto esperienze dirette, non ero in grado di fare un posizionamento di questo prodotto rispetto alle altre soluzioni delle quali ho avuto una esperienza diretta.

                        Grazie Skud85 per l'ottimo report.

                        Sarebbe ora interessante il contributo di qualcuno che abbia utilizzato questa linea di prodotti per farci capire come si posiziona questa soluzione rispetto alle altre e quindi in quali casi consigliare questa rispetto alle altre.
                        TermicOne su youtube

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                        • #13
                          E di che, grazie a te per l'impegno quotidiano che metti a disposizione di tutti.. secondo i princìpi buddisti donare il proprio tempo agli altri è il regalo piu prezioso e nobile che un uomo possa fare e tu ti fai sempre in 4 per gli altri.. chapeau..!

                          Spero che la CC3D mi arrivi oggi o al massimo in settimana, l'ho ordinata un mese e mezzo fa e spero sia finita l'attesa, intanto ho studiato parecchio, ma non avendola ancora in mano mi sono limitato a dare le sole caratteristiche descritte dalla casa produttrice e i vari feedback dei possessori, poi appena comincerò a smanettarci magari apriro un 3D apposito con le mie impressioni..

                          chiedo scusa a Biv se ho allungato il 3D con questo messaggio, ma visto che deve fare ancora pulizia ne ho approfittato..
                          On Facebook Quadricottero News
                          Guida per MicroQuad da FPV

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                          • #14
                            Vai tranquillo, fossero tutti come i tuoi i disturbi
                            Attendiamo notizie in prima persona

                            Commenta


                            • #15
                              va bene, tra l'altro è arrivata come avevo previsto..
                              Devo ripassare un po di cose che ho gia dimenticato nel frattempo, intanto è gia montata sul quad.
                              vi faccio sapere
                              On Facebook Quadricottero News
                              Guida per MicroQuad da FPV

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