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无刷电调基础知识以及BLHeli固件烧录和参数调整

标题: 无刷电调基础知识以及BLHeli固件烧录和参数调整
作者: 梦幻之心星    [email protected]
标签: [#基础知识,#电调,#BLHeli,#固件,#烧录,#调参]
目录: [电调]
日期: 2021-02-01

基础知识

电调

  • ESC代表电子速度控制器，简称为电调。电调从飞行控制器接收油门信号，并以所需速度驱动无刷电机。
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电调固件

  • 电调固件是在每个电调上运行的软件，它确定电调的性能，支持的协议以及可以使用的配置接口。电调可以使用的固件取决于硬件。
  • SimonK：最古老的两种开源电调固件之一，已经过时不再更新。
  • BLHeli：最古老的两种开源电调固件之一，由于其广泛的功能和友好的用户界面而变得流行。
  • BLHeli_S：BLHeli固件的第二代。专门为具有Busybee处理器的电调开发。
  • BLHeli_32：第三代和最新一代BLHeli固件。专门为32位电调编写，不再开源。

电调处理器

  • 市场上大多数电调使用ATMEL、Silabs和ARM的处理器。不同的处理器具有不同的规格和功能，并且受不同的固件支持。
  • ATMEL 8位：支持SimonK和BLHeli固件。
  • SILABS 8位：支持BLHeli或BLHeli_S固件。
    • 主要处理器是F330和F39X系列的F390和F396。
    • Busybee处理器是F330和F39X的升级。有BusyBee1(EFM8BB10F8)和BusyBee2(EFM8BB21F16)两种。
  • ARM 32位：支持BLHeli_32固件。

电调协议

  • 电调协议是飞行控制器和电调用于通信的语言，决定了信号从飞控到电调的发送速度。
  • 四轴飞行器使用的电调协议及信号宽度

电调BEC

  • BEC表示 电池消除电路，本质上是电压调整器。作用是将主电池组的电压降压到5V输出。
  • 通常内置在电调中，消除了为5V电子设备供电所需的单独电池的麻烦。

BLHeliSuite

手册

  • BLHeliSuite的手册位于BLHeliSuite的Manuals目录
  • BLHeliSuite的手册主要文件内容：
    • BLHeli manual xx xx.pdf：Atmel MCU和SiLabs MCU的电调的参数
    • BLHeli programming adapters.pdf：适配器的制作和使用
    • BLHeli supported xx ESCs.pdf：支持的Atmel和SiLabs电调的图片及参数
    • BLHeliSuite 4w-if interfaces pinout.pdf：Arduino板上用于Atmel/SiLabs电调的BLHeliSuite的4w-if的引脚配置
    • BLHeliSuite 4w-if protocol.pdf：用于Atmel/SiLabs电调的BLHeliSuite的4w-if的通信协议
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适配器

首次刷新电调固件
  • SiLabs MCUs电调支持以下适配器
    • Arduinos：使用SILABS C2 (4way-if)接口。初次使用Arduinos作为适配器时需要对Arduinos进行编程烧录。
    • SiLabs Toolstick：使用SILABS C2 (Toolstick) 接口。
    • USB Flashing stick：使用SILABS C2 (Toolstick) 接口。
    • BLHeli Skywalker stick：使用SILABS C2 (Toolstick) 接口。
  • Atmel MCUs电调支持以下适配器
    • Arduinos：使用ATMEL ISP Interface (AVRDude) 接口。初次使用Arduinos作为适配器时需要对Arduinos进行编程烧录。
    • USBasp：使用ATMEL ISP Interface (AVRDude) 接口。
刷新电调引导程序
  • 刷新电调引导程序为BLHeli主要有USB/Com和4way-if两种类型的接口。
  • Arduinos(4way-if)：使用SILABS BLHeli Bootloader (4way-if)或ATMEL BLHeli Bootloader (4way-if) 接口。使用Arduinos作为适配器时需要对Arduinos进行编程烧录。
  • Arduinos(USB/UART 1-Wire bridge)：使用SILABS BLHeli Bootloader (USB/Com)或ATMEL BLHeli Bootloader (USB/Com) 接口。使用Arduinos作为适配器时需要对Arduinos进行编程烧录。
  • Favourite stick：使用SILABS BLHeli Bootloader (USB/Com)或ATMEL BLHeli Bootloader (USB/Com) 接口。
  • FTDI stick：使用SILABS BLHeli Bootloader (USB/Com)或ATMEL BLHeli Bootloader (USB/Com) 接口。
  • Multistar stick：使用SILABS BLHeli Bootloader (USB/Com)或ATMEL BLHeli Bootloader (USB/Com) 接口。

背景说明

  • 适配器：Arduino Nano ATMEGA328P
  • 电调：主控芯片SIL F330，功率管AON6504，供电1-4S，电流20A-30A，无BEC
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操作说明

前期准备

  1. 下载Arduino Nano所用的USB转串口芯片CH340C的驱动程序CH341SER.ZIP，安装驱动。
  2. 下载BLHeliSuite，一般下载BLHeliSuite16714902.zip即可。
  3. 根据电调外观和信息，查阅手册BLHeli supported xx ESCs.pdf 以确定电调型号。或者根据电调PCB确定电调的主控芯片型号。
  4. 根据电调的主控芯片型号，查阅手册BLHeli programming adapters.pdf以确定需要用到的适配器和接口，以及适配器的制作方法。
  5. 根据所使用的适配器和所需操作使用的接口，查阅手册BLHeliSuite 4w-if interfaces pinout.pdf 以确定引脚连接。

制作适配器

  1. 连接适配器和电脑，打开BLHeliSuite。
  2. 点击Make interfaces标签页。
  3. 点击Port选择USB-SERIAL CH340 对应的端口，点击Arduino Board选择Nano w/ ATmega328开发板，点击Baud选择115200波特率，点击Arduino 4way-interface。
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  4. 点击OK，选择最后一个文件后点击打开。
  5. 点击Yes。
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  6. 等待烧录Arduino，出现Arduino flashed sucsessfully by Avrdude表示已成功将Arduino Nano烧录为适配器。点击OK。
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连接电调

  1. 连接适配器和电调（VCC GND C2D C2CK）。
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  2. 点击Select ATMEL/SILABS Interface选择SILABS C2 (4way-if)接口。
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  3. 点击SiLabs ESC Setup标签页。
  4. 点击Port选择USB-SERIAL CH340 对应的端口，点击connect，点击Read setup读出电调参数设置。
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  5. 出现setup read successfully表示已成功连接到电调并读取到电调的参数。点击OK。

刷新固件

  1. 点击Flash BLHeli
  2. 在弹出的窗口中选择固件名称、固件类型（MAIN：直升机主桨；TAIL：直升机尾桨；MULTI：多桨）、固件版本，点击OK。
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  3. 点击Yes。
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  4. 等待烧录固件，出现sucsessfully表示已成功将电调固件烧录到电调。点击OK。在下一个弹出的窗口中点击Yes。

调整参数

  1. 点击ESC Setup选择Save Setup to ini file 以备份电调当前的参数。
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  2. 修改电调参数。降低启动功率，降低电调输出的PWM频率，开启低转速功率保护。
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  3. 点击Write setup将参数写入电调。

  • 多轴编程参数表
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  • 电调参数说明，详见官方手册BLHeli manual xx xx.pdf

注意事项

  • 据说电调名称所写的FVT Littlebee 20A并不是真实型号，升级固件可能导致电调烧毁。
  • 电调在驱动电机运转前需要执行解锁序列以进行解锁
    1. 上电时， 电调发出3声蜂鸣声。
    2. 当检测到油门信号时， 发出一声低音。 表示解锁信号序列开始。
    3. 当油门减小到零时， 发出一声高音。 表示解锁信号序列结束。
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  • SILABS电调接口标号为A、B、C、D，Atmel电调接口标号为1、2、3、4、5、X。通过接口所对应的标号，可以在Make interfaces界面方便快捷的得知需要制作的适配器。
  • 在使用Arduino Nano w/ ATmega328P作为适配器时。如果Arduino Nano使用的是旧版的引导程序，波特率设置为57600；如果Arduino Nano使用的是新版的引导程序，波特率设置为115200。
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参考资料

版权声明：本文为「梦幻之心星」原创，依据 CC BY-NC-SA 4.0 许可证进行授权，转载请附上原文出处链接及本声明。

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