Tani i dobry regulator silników do tricoptera

Każdy multikopter wymaga regulatorów silników bezszczotkowych (w skrócie 'regulator’ lub z angielskiego 'ESC’). Niektóre są tanie, ale skonstruowane dla samolotów (mają łagodną charakterystykę i są dosyć wolne w reakcji na 'gaz’), niektóre mają więcej opcji ustawienia, ale zazwyczaj kosztują więcej,

Na szczęście dzięki firmware od SimonK, jest możliwość zmiany oprogramowania w wielu z nich na dedykowane do multikopterów. Dlatego też do budowy mojego Tricoptera wybrałem najtańsze dostępne, które da się przeprogramować:
HobbyKing SS Series 15-18A ESC

No to do dzieła 🙂

Sprzęt/elektronika

Żeby wgrać inne oprogramowanie potrzebny jest programator do procesorów AVR (używam USBasp z HobbyKing-a, ale na eBayu można znaleźć tańszy i w wersji obsługującej układy zasilane 3.3V jak i 5V). Dodatkowo potrzebne są też pewne zdolności manualne, żeby to polutować oraz szkło powiększające 🙂

Na początek trzeba zdjąć koszulkę termokurczliwą z regulatora. Najlepszym i najbezpieczniejszym miejscem do jej rozcięcia jest brzeg płytki.

Po zdjęciu koszulki pierwsze zaskoczenie: mam inną (najprawdopodobniej świeższą) wersję tego regulatora, bo płytka wygląda trochę inaczej niż na zdjęciach z listy wspieranych regulatorów. Na szczęście po sprawdzeniu omomierzem okazało się, że jedyną różnicą jest dodanie padów do programowania, więc cała operacja będzie jeszcze prostsza:

Jak widać na powyższym zdjęciu, koło procesora jest 6 padów. Niestety, niektóre są płaskie, a niektóre mają górki/kropelki cyny, więc zrobienie jakiegoś złącza z dobrym kontaktem będzie trudne. Ponieważ miałem tylko 3 regulatory do przeprogramowania, więc postanowiłem po prostu dolutować się do tych padów.

Żeby ułatwić sobie zadanie, na początek zrobiłem 'kulki’ na każdym z tych padów:

Następnie przygotowałem sobie złączkę z goldpinów z cienkimi drucikami z Kynaru 0.2mm. Jeżeli najpierw pocynuje się druciki, to dolutowanie się do 'kulek’ jest już całkiem proste (z pomocą lupy 🙂 ).

Pozostało tylko podłączyć to do programatora USBasp i zaprogramować.

Oprogramowanie

Wiadomo, że coś trzeba wgrać do tych procesorów w regulatorach 🙂

Skąd?

Ściągnąłem oprogramowanie prosto z repozytorium gita projektu:

Przed kompilacją wyłączyłem możliwość kalibracji regulatorów w tgy.asm:

Wg. mnie nie jest to potrzebne w tych regulatorach, bo procesor jest taktowany generatorem kwarcowym (czyli stabilnym i takim samym dla wszystkich), oraz sygnał sterujący będzie sterowany przez płytkę z MultiWii, a nie przez zwykły odbiornik, gdzie ta kalibracja mogłaby się przydać.
Oszczędzą to też potencjalnych kłopotów z przypadkowym przekalibrowaniem regulatorów.

Kompilacja

Do kompilacji SimonK używa kompilatora AVRA:

Jeżeli nie masz tego kompilatora, nie możesz skompilować, to możesz pobrać gotowy 'wsad’ skompilowany przeze mnie tu.

Programowanie

W tym kroku potrzebne jest Avrdude lub inny soft mogący programować układy AVR z pliku w formacie Intel Hex. Jeżeli masz zainstalowane najnowsze Arduino, to powinieneś mieć w nim również Avrdude.

Bootloader

Powyższy program zawiera również bootloader, który umożliwia późniejsze przeprogramowywanie regulatora już bez dolutowywania się do wewnętrznych padów. Wystarczy do tego złącze sterującej regulatora. Niestety, za taką wygodę trzeba zapłacić kolejnym programatorem: Turnigy USB Linker albo przy pomocy Arduino można samemu zrobić to samo przy pomocy tego programu: ArduinoUSBLinker.

Dodatkowo, żeby bootloader zawsze działał, trzeba zmienić fuse bity: BOOTSZ i BOOTRST. W tym regulatorze, po ich zmianie, nowa wartość dla hfuse powinna wynosić: 0xca (albo 0xc2 jeżeli chcemy, żeby zawartość eepromu przeżywała chip erase).

Testy

Na początku radzę podłączyć regulator do akumulatora przez rezystor 10 Ohm (najlepiej kilkuwatowy). Wartość jest na tyle mała, że silnik wystartuje i będzie się kręcił, ale z drugiej strony na tyle duża, że gdyby coś poszło nie tak, to nie spalimy sobie regulatora.

Na koniec mały filmik porównujący regulator z oryginalnym oprogramowaniem oraz ze zmienionym: