ESC32 V2 Calibrations

To use all AutoQuad ESC32v2 features calibrations are required. The calibration measures and calculates drive characteristics and must therefore be performed for every different motor, propeller and voltage (LiPo cell count) combination.

모든 AutoQuad ESC32v2 특징을 이용하기 위해서는 정밀 조정(calibration)이 필요합니다. 정밀 조정은 측정하고 구동 특성을 계산합니다. 그러므로 모든 서로 다른 모터, 프로펠러 그리고 전압(LiPo 셀의 수)의 조합에 대해서 수행해야 합니다.

On a ESC32 V2, there are two different calibrations, the current limiter calibration and the feed forward calibration. The current limiter calibration is required for the virtual current limiter which performs better than the standard PI controller. The feed forward calibration is required for the closed loop control modes (RPM and thrust).

ESC32 V2 상에 2가지 정밀 조정 방법이 있습니다. current limiter calibration과 feed forward calibration. current limiter calibration은 표준 PI 제어기보다 잘 동작하는 가상의 current limiter를 위해서 요구됩니다. feed forward calibration는 폐루프 제어 모드(RPM and thrust)를 위해 필요합니다.

You can find more info on ESC32 Current limiter calibration here

Prerequisites

• Attach your motor with prop on a non movable surface and make sure the motor is attached so it can’t move. 움직이지 않는 표면에 프롭을 장착하여 고정합니다. 모터가 움직일 수 없는지 확인합니다.
• Use fresh lipo’s. 새 LiPo를 사용하세요.
• use the prop you intend to use otherwise the data will not be valid. 사용하고자 하는 프롭을 사용합니다. 그렇지 않으면 데이터는 유효하지 않을 것입니다.
• Be careful!!! both calibrations will ramp up the motor output to max so use a wide open space without audience presence. 주의하세요!!! 두 정밀 조정은 모터 출력을 최고로 올릴 것입니다. 그러므로 사람이 없는 넓은 공간에서 해야 합니다.

Calibration with QGroundControl

Connect the ESC32 using your FTDI interface to the computer and start QGCS. Make sure the AutoQuad widget is visible in the engineering tab. Click on Esc32 Settings.

컴퓨터에 여러분의 FTDI 인터페이스를 사용해서 ESC32를 연결하고 QGCS를 실행시킵니다. AutoQuad 위젯이 engineering tab에 보여야 하고 ESC32 설정을 클릭합니다.

Proceed with connecting the esc32 by clicking on the ‘connect esc32’ button. That one!!, make sure you did NOT use any other connect button only that one.

'connect esc32' 버튼을 클릭해서 ESC32를 연결을 진행합니다. 여러분은 다른 버튼을 사용하지 말고 오직 'connect esc32' 버튼을 사용하세요.

To set the maximum current to use in the calibrations you can adjust the default (20A) to any number. It will probably be good practice to start low and watch the first calibration. If you table, motor and room is still intact you can set a higher number.

정밀 조정에서 사용할 최대 전류를 설정하기 위해서 여러분은 디폴트(20A)를 다른 숫자로 조정할 수 있습니다. 이것은 아마도 낮게 시작하고 첫번째 정밀 조정을 볼 수 있는 좋은 예가 될 것입니다. 만일 여러분이 안정되면 모터와 공간은 변화 없이 더 큰 숫자를 설정할 수 있습니다.

Final check and click on ‘start calibration’. The following warning will be displayed.

'start calibration'을 클릭합니다. 다음의 경고가 표시될 것입니다.

Next you can select the two calibrations. Select the one you need (or do both).

다음 여러분은 2가지 정밀 조정을 선택할 할 수 있습니다. 여러분이 필요한 하나를 선택하세요(혹은 둘다).

The calibration will now start and take some time. The calibration sequence will ramp up the duty cycle in several steps and measure rpm, current, duty cycle and voltage. It can produce output like this if you graph the data (next versions or if you use the linux version with plplot). In the current QGCS a comma separated file is generated in the QGCS directory that can be imported into a spreadsheet program.

정밀 조정은 지금 시작하고 시간이 소요됩니다. 정밀 조정 절차는 몇 개의 단계로 듀티 사이클을 올리고 rpm, 전류, 듀티 사이클 그리고 전압을 측정할 것입니다. 이것은 여러분이 데이터를 그래프로 그린다면 (다음 버젼 혹은 plplot의 리눅스 버젼을 사용한다면) 이와 같은 결과를 만들 것입니다. 현재의 QGCS에서 콤마로 분리된 파일이 QGCS 디렉토리에 생성되고 이는 스프레드시트 프로그램에서 읽어 들일 수 있습니다.

After the calibration the current limiter (1-5) or FF (1-2) data is displayed and entered in the Esc32 PID screen.

정밀 조정 후에 current limiter (1-5) 혹은 FF (1-2) 데이터는 보여지고 Esc32 PID 화면으로 들어갑니다.

Now click on ‘write config’ to save them to the ESC32 memory.

이들은 ESC32 메모리에 저장하기 위해서 'write config'를 클릭합니다.

Final check. Click on disconnect esc32 and again on connect esc32 for a definitive check if the values have been stored to flash and can be retrieved by using connect esc32

'disconnect esc32' 버튼을 클릭합니다. 그리고 값이 제대로 플래시 메모리에 저장되었는지는 확인하기 위해서 다시 'connect esc32' 버튼을 클릭합니다.

Calibration via command line (Ubuntu)

When using the QGCS, the executables for calibration are in the software, but when using the commandline binaries on linux or OSx you need to compile them.

Prerequisites

1. ESC32 source on the google code page
2. eigen3 development library for your distro
3. plplot development library for your distro

Install the required packages

sudo apt-get install subversion build-essential libplplot-dev libeigen3-dev

Add the current user to the dialout group to run esc32Cal as normal user

sudo usermod -a -G dialout $USER
After the next login esc32Cal can be run as normal user.

Checkout the latest ESC32 code

svn checkout http://esc32.googlecode.com/svn/trunk/ esc32

Edit Makefile (esc32/ground) to adapt Eigen3 library path

esc32Cal.o: esc32Cal.cc esc32.h
$(CC) -c $(ALL_CFLAGS) esc32Cal.cc -I/opt/local/include -I/usr/include/eigen3

Compile esc32Cal

make esc32Cal
Note: The warnings can be ignored!

Available Parameters

The device port (-p switch) must be set and depends on the used converter (“dmesg” can help to indetify the port). It’s important to limit the maximum current (-a switch) to match the drive combination (motor/propeller/voltage). A value to high can burn the motor or ESC! Ctrl+C can be used to terminate esc32Cal.

Current Limiter calibration

./esc32Cal --cl -p /dev/ttyUSB0 -a 15

At the end of the calibration the CLxTERM values are displayed:
#define DEFAULT_CL1TERM         +3.358974e-01
#define DEFAULT_CL2TERM         +1.124178e-03
#define DEFAULT_CL3TERM         +3.390607e-02
#define DEFAULT_CL4TERM         -3.829096e-05
#define DEFAULT_CL5TERM         +1.367444e+00

Feed Forward calibration

./esc32Cal --r2v -p /dev/ttyUSB0 -a 15

At the end of the calibration the FFxTERM values are displayed:
#define DEFAULT_FF1TERM         +8.008604e-08
#define DEFAULT_FF2TERM         +1.249541e-03

Connect ESC32 to AutoQuad Widget in QGroundControl

The Autoquad version of QGroundControl (QGC) has a widget included to alter settings of ESC32

To use a command line interface via Putty, please read Max Levine´s forum post.

Open QGC, and choose “AutoQuad” from the main widget menu:

QGroundControl(QGC)의 Autoquad 버전은 ESC32의 설정을 변경하기 위해 포함된 위젯를 갖고 있습니다.

Putty를 이용한 command line interface(CLI)를 사용하기 위해서는 Max Levine´s forum post를 읽어주세요.

QGC를 오픈하고 메인 위젯 메뉴에서 "AutoQuad"를 선택합니다:

Then go to the tab “ESC32 settings”

그리고 "ESC32 settings"으로 이동합니다.

On the left side of the screen you can see the “Link ESC32” Tab:

화면의 왼쪽에서 여러분은 "Link ESC32" 탭을 볼 수 있습니다.

Connect UART adapter to ESC32 and computer and choose the UART adapter you are using and click connect.

ESC32와 컴퓨터를 UART 어댑터로 연결하고 여러분이 사용하는 UART 어댑터를 선택하고 "connect"를 클릭합니다.

When you connect the ESC to UART, it will go into disarmed state (Red LED blinking). Try and click “arm” – the ESC green LED should light up. If there is a main power source and motor hooked to the ESC you can run the motor by clicking “Start” and the motor will run at low duty (Remove props always when working with your multirotor)

여러분이 ESC와 UART를 연결하였을 때 이는 disarmed 상태로 갈 것입니다(적색 LED 깜박임). "arm"을 클릭합니다 - ESC 녹색 LED가 켜져야만 합니다. 만일 메인 전원이 연결되어 있고 모터가 ESC에 연결되어 있다면 여러분은 "Start"를 클릭하는 것으로 모터를 작동시킬 수 있으며 모터는 낮은 duty로 회전할 것입니다(여러분의 multirotor와 작동시킬 때 항상 프롭을 제거하세요).

Now you can alter the parameters in ESC32, but

여러분은 지금 ESC32의 파라미터를 변경할 수 있습니다 그러나

Refer to the User configurable parameters section for more information on what each parameter controls.

각각의 파라미터들의 무엇을 조절할 지에 대한 추가적인 정보를 위해서 User configurable parameters를 참조하세요.

When parameters have been altered, you can upload them to ESC32 by clicking “write config”

파라미터들이 변경되면 여러분은 "write config"를 클릭함으로써 ESC32에 이들 값을 업로드할 수 있습니다.

User configurable parameters:

Generally, no parameters will need to be changed for normal out of the box PWM operation.  However, there are various parameters that can be set. Each parameter is a single numerical value.

일반적으로 어떠한 파라미터들은 정상적으로 바로 사용할 수 있는 PWM 동작을 위해서 변경할 필요가 없습니다. 그러나 설정될 수 있는 다양한 파라미터들이 있습니다. 각 파라미터들은 독립적인 수치입니다.

Closed loop calibration

The ESC32 offers a closed loop RPM mode and a Closed loop thrust mode (Experimental). It requires calibration of the specific motor and prop you will be using.

ESC32는 closed loop RPM mode와 closed loop thrust mode(실험적인)를 제공합니다. 이는 여러분이 사용하고자 하는 특별한 모터와 프롭의 정밀한 조정을 요구합니다.

The calibration sequence is at an early stage in QGC and can be run under Linux and OSX from a terminal.

컬리브레이션 절차는 QGC에 초기 단계에 있고 이는 Linux와 OSX 하에서 작동시킬 수 있습니다.

Closed loop calibration instructions

Refer to forum.autoquad.org for more details on how to perform closed loop calibration of ESC32 under Linux, OSX or from within QGC.

ESC32 V2 Flashing Quick Guide

Preparations:
Make sure you have a correctly compiled *.hex file at hand.
ESC32 needs to have the headers for the FTDI/USB adapter and boot jumper soldered – also don’t forget to set the solder jumper for the power supply (either 5V or Vb)
Connect your FTDI/USB adapter and the boot jumper, then power up the ESC. Read more…

여러분은 지금 올바로 컴파일된 *.hex 파일을 갖고 있는지 확인하세요.

ESC32는 FTDI/USB 어댑터를 위한 헤더와 남땜되어질 boot 점퍼를 갖고 있습니다 - 또한 전원을 위한 점퍼 설정하는 것을 잊지 마시기 바랍니다(5V 혹은 Vb 둘 중의 하나).

여러분의 FTDI/USB 어댑터와 boot 점퍼를 연결하고 ESC에 전원을 인가합니다.

In the AQ QGC select the “Engineer” tab with the AutoQuad Main Widget. Select “Flashing and Setup”

AQ QGC에서 AutoQuad 메인 위젯에서 "Engineer 탭을 선택하고 "Flashing and Setup"를 선택합니다.

In the “Flashing Firmware” part of the screen select your firmware you want to flash, select the appropriate COM port and click on “Flash Firmware”.

"Flashing Firmware"라는 화면에서 여러분이 플래시 하기 위한 펌웨어를 선택하고, 적당한 COM 포트를 지정하고 "Flash Firmware"를 클릭합니다.

In the message field above the Version number you should see the process of the upload, followed by a confirmation that flashing was performed successfully and the ESC will be rebooted.

버전 숫자 위의 메시지 란에서 여러분은 업로드의 과정을 보고 플래시가 성공적으로 실행되었는 지의 확인이 이어지고 ESC는 다시 부트될 것입니다.

To make sure everything went fine, disconnect the ESC from the power source and the FTDI/USB, close and reopen the QGC and connect your ESC again.
Open the “ESC32 Settings” tab, click on “Connect” and see if all values and settings are fine.

모든 것이 잘 되었는지를 확인하기 위해서 ESC에서 전원과 FTDI/USB 어댑터을 끊고, QGC를 닫았다 다시 실행시키고 ESC를 다시 연결합니다.

"ESC32 Settings" 탭을 열고 "Connect"를 클릭하고 모든 값들과 설정이 보이는지 확인합니다.

If you prefer a CLI (command line interface) via Putty or similar, follow the instructions in Max Levine´s forum post.

만일 여러분이 Putty 툴이나 유사한 것을 이용해서 CLI(command line interface)를 선호한다면 Max Levine´s forum post에 명령을 따라합니다.

You can now proceed with the ESC32 parameter configuration.

다음은 AutoQuad의 오픈 소스 32 bit ESC(Electronic Speed Controller) Version2의 설명입니다.

Why the need for specialized ESCs:

왜 고급 ESC가 필요할까요:

Most standard ESCs are not designed for multirotor applications. Most ESCs are build and configured with an airplane application in mind, they are programmed to increase and decrease the throttle command towards the motor in a gentle way for obvious reasons. A motor fast accelerating and decelerating in an airplane or helicopter would either break the gears or put great stress on the prop and airframe.

대부분의 표준 ESC는 멀티로터에 사용하기 위해서 설계되지는 않았습니다. 대부분의 ESC들은 애초에 비행기에 맞도록 만들어지고 고안되었습니다. 그들은 분명한 이유 등으로 스로틀 명령으로 모터의 속도를 부드럽게 올리고 내리도록 프로그램되었습니다. 비행기나 헬리콥터에서 모터의 빠른 가속과 감속은 기어를 파괴하거나 기체의 프로펠러(Prop.)에 큰 손상을 주기 때문일 것입니다.

A multirotor is different. We would rather have a total linear curve and able to change the motor speed, and thus the thrust, as fast as possible to achieve a perfectly stable platform.

멀티로터는 다릅니다. 우리는 오히려 전체적으로 선형 커브를 갖도록 하여 모터 속도를 변화시키는 것이 가능하도록 하였기 때문에 완전하게 안정적인 비행을 성취가능한 빨리 추력을 낼 것입니다.

While the current ESCs used in most multrotor applications work considerably well, there is a lot of room for improvement. Using the same ESC but loading it with dedicated optimized firmware will increase the handling and stability of your multirotor greatly.

대부분의 멀티로터 응용에서 사용되어진 현재의 ESC들은 상당히 잘 동작하지만 여기에는 많은 개선의 여지가 있습니다. 같은 ESC를 사용하여 적용되어진 최적화된 펌웨어를 로딩하는 것은 여러분의 멀티로터의 조종성과 안정성을 크게 증가시킬 것입니다.

AutoQuad and most other flight controllers will benefit from ESCs that can operate at PWM frequencies of at least 400hz and are stripped from a controlled throttle curve.

AutoQuad와 대부분의 다른 비행제어기(FC)들은 적어도 400Hz의 PWM 주파수에서 동작가능한 ESC로부터 잇점을 누릴 것이고 기존의 스로틀 커브로부터 탈피하게 될 것입니다.

That's where the ESC32 comes in, a superior 32 bits ESC with a lot of interfaces and room for future enhancements.

이것이 ESC32가 나온 이유이며, 이 최상의 32 비트 ESC는 다양한 인터페이스를 지원하며 미래의 개선을 위해서 많은 리소스가 남아 있습니다.

Specifications for Version 2

• STM32F103 72MHz 32bit ARM

• All N-FET design with gate drivers

• 2S through 5S battery voltage

• Option to power logic side via UART or PWM IN +5v

• CAN transceiver hardware support onboard

• Firmware written completely in C

• Cortex SWD connector pads for real-time debugging

• Communications ports: PWM IN / UART / I2C / CAN Bus

• Communications protocols: PWM IN / CLI / binary / 1-wire / CAN / I2C**

• 4KHz to 64KHz PWM out

• Current sensing / limiting with real shunt resistor

• Virtual current limiter

• Regenerative braking (experimental)

• Closed loop control modes

• Lot of available RAM / FLASH for experimentation and development

• ** I2C drivers have not yet been written

AutoQuad는 오픈 소스 펨웨어 프로젝트입니다. 따라서 누구나 프로젝트를 다운로드 받아 수정하거나 개선하여 자신의 드론(Drone)에 업데이트 할 수 있고 자신의 구미에 맞게 비행을 즐길 수 있습니다.

[ AutoQuad 홈페이지에서 Source Code를 확인하는 법 ]

1) 메뉴에서 'Forum'를 클릭합니다. 

AutoQuad Forum

2) 메뉴에서 'AQ Downloads'를 클릭합니다.

AutoQuad and ESC32 Downloads

• AutoQuad FC

• ESC32

• Ground Control & Utilities

4) 모든 Source Code를 'Find file'을 클릭하여 확인하거나 다운로드 할 수 있습니다.

ARM 기반에 32 비트 MCU(STM32 계열)을 사용하여 비행제어기 보드(Flight Control Board)와 ESC를 만든 AutoQuad 프로젝트를 소개합니다. MCU가 갖는 빠르고 강력한 이점 외에도 C언어 기반의 ESC를 포함한 완전한 오프 소스 프로젝트라는 것입니다.

AutoQuad is an Open Source firmware project with closed source hardware. It is aimed at providing a flight controller board with stabilization, dynamic flight and autopilot features. The community can enhance the AutoQuad code. The powerful hardware with a 32 bits MCU and a selection of the best IMU sensors form the base for the AutoQuad flight controller, the possibilities are endless and only limited by the imagination and skills of the coders.

AutoQuad는 비공개 하드웨어를 사용한 오픈 소스 펨웨어 프로젝트입니다. 이는 안정성과 역동적인 비행 그리고 자동 항법 특징을 갖는 비행 제어 보드를 공급하는데 목적이 있습니다. 이 커뮤니티는 AutoQuad 코드를 진보시킬 수 있습니다. 32 비트 MCU와 가장 훌륭한 IMU 센서들의 장착한 강력한 하드웨어로 AutoQuad 비행제어기의 기본을 갖추었습니다. 그 가능성은 무한하고 단지 코드를 프로그램하는 사람의 상상력에 의해서 제한될 뿐입니다.

The current code base is targeting multicopters up to 14 motors. However the platform is flexible and can be adapted to fixed wing or single rotor applications.

현재의 코드는 14 모터까지 장착한 멀티콥터를 목표로 합니다. 그러나 개발환경은 유연하고 고정익 혹은 단일 로터를 갖는 기체에도 적용될 수 있습니다.

AutoQuad has recognized the need for specially adapted speed controllers or ESC’s. During the initial project setup, an 32bit ESC is developed: the ESC32. As with AutoQuad, the ESC32 is based on open source code, but closed source hardware.

AutoQuad는 특별한 속도 제어기 혹은 ESC를 요구해왔습니다. 초기 프로젝트 착수 동안에 32 비트 ESC가 개발되었습니다: ESC32. AutoQuad와 함께 사용되어지기 때문에 ESC32는 오픈 소스 코드 기반이지만 비공개 하드웨어에 사용되어집니다.

다음은 실제 프로젝트의 로드맵(Actual Project Timeline)니다.

Actual Project Timeline