• EvvGC.com

Прошивка 3-STAB firmware для контроллера EvvGC

Причиной создания нового программного обеспечения (ПО) для 3-х осевого контроллера стабилизации EvvGC стало стремление добиться максимально качественной стабилизации камеры с минимально возможной ошибкой компенсации положения для использования системы как в качестве активного стэдикама, так и в качестве подвеса камеры для беспилотных летательных аппаратов (окта-, гекса- и квадракоптеров). Почти идеальная стабилизация видео без видимых артефактов достигается уже при ошибке стабилизации подвеса меньше 1 градуса. Большинство систем стабилизации, использующие 8-ми битные микропроцессоры управляющего контроллера, либо подвесы на сервоприводах, дают в лучшем случае подобную, а порой и намного большее значение ошибки. Мы считаем, что ошибка в 1 градус для подвеса на бесколлекторных моторах прямого привода говорит о недостаточной скорости контроллера либо о том, что качество алгоритмов управления оставляет желать лучшего. Так как датчик положения объекта стабилизации жестко связан с камерой и получает данные уже с учетом всех изгибающих моментов и прогибов конструкции, отсутствие абсолютной механической жестокости подвеса камеры можно в определенных пределах скомпенсировать мгновенной реакцией контроллера, решая задачу компенсации смещения камеры по всем 3-м вращательным степеням свободы в режиме реального времени.

Особенности ПО 3-STAB для EvvGC:

  1. Использование DMA для чтения данных, то есть микропроцессор сам считывает данные в память и в это же время параллельно выполняется основной код прошивки без задержки.
  2. Для ориентации используется DCM матрица, так что постоянная корректировка горизонта осуществляется по акселерометру, также возможно участие данных магнитометра.
  3. Дистанционное управление по всем 3-м осям от AUX входов, как аналоговое (джойстик), так и цифровое (RC пульт).
  4. Реализовано два типа управления от AUX с переключением между ними в процессе работы подвеса: Speed - чем сильней отклоняется стик пульта, тем быстрей меняется угол; Angle - отклонение стика пропорционально углу наклона камеры с автокалибровкой 0 в момент включения подвеса.
  5. Фильтрация паразитных низкочастотных сигналов по каналам управления с настройкой степени фильтрации LPF.
  6. Высокая качество ШИМ сигнала 12 бит.
  7. Автоматическая калибровка гироскопа при включении, компенсация шумов гироскопа.
  8. Светодиодная индикация режимов работы.
  9. Предел точности стабилизации в неблагоприятных условиях (сильных вибраций, порывы шквального ветра) - 0,1° обусловлен точностью гироскопа данного ценового диапазона (6-осевого акселерометрa-гироскопa InvenSense MPU-6050).
  10. Алгоритм псевдо векторного управления моторами, аналогичные разработки используют и другие производители профессиональных решений по активной стабилизации подвесов (например, ZENMUSE от DJI).
  11. Настройка параметров работы подвеса через COM-порт или беспроводной модем в режиме реального времени при включенном активном подвесе.
  12. Интуитивно понятный графический интерфейс GUI управления параметрами ПО под ОС Windows XP/7/8/8.1.
  13. На некоторых системах удалось добиться ошибки стабилизации с ПО 3Stab в пределах 0.009° при умеренном качении стэдикама.

Перспективные функции (в стадии разработки):

  • Термокомпенсация гироскопа блока сенсоров InvenSense MPU-6050
  • Реализация автоматической подстройки всех ПИДов по всем трем осям с целью достижения минимальной ошибки стабилизации
  • Интеллектуальное управление мощностью моторов (плавающий саморегулируемый параметр Power независимо для каждого электродвигателя)
  • Управление спуском затвора на фотоаппарате, реализация функции автоматической панорамной фотосъемки с воздуха
  • Реализация поддержки протоколов приемников  Spektrum и Futaba (протокол S-bus)

Процедура перепрошивки контроллера EvvGC прошивкой 3-STAB

ВАЖНО: Перед прошивкой (до подключения к порту UART1) обязательно отключите основное питание платы EvvGC от аккумулятора LiPo 2-3S либо внешнего источника!

Шаг 1-й: Подключение контроллера EvvGC по шине UART1 с помощью FTDI адаптера (либо любой другой USB to COM адаптер с уровнем напряжения на выходе 3,3В).

Вы можете подключать плату через UART1 для прошивки как с подключенной к ней датчиком и моторами, так и без них. Обязательно отключить разъем основного питания платы EvvGC и установить перемычку Boot0. Схема подключения проводов от адаптера к контроллеру EvvGC следующая: GND к GND, VCC к 3.3v, RX к TX, TX к RX. Примечание: в некоторых моделях адаптеров TX и RX заранее промаркированы накрест, в таком случае нужно будет переподключить сигнальные провода по схеме RX к RX, TX к TX если первые попытки подключения прошли безуспешно. В результате правильного подключения адаптера к компьютеру и после установки драйверов на адаптер (как правило автоматического) в диспетчере устройств Windows вы увидите новое устройство - USB Serial Port (COM3), в скобках указан его номер, который нужно будет указать при подключении к плате EvvGC. Если драйвер адаптера не установился автоматически, вы можете скачать его с сайта производителя, для адаптеров на чипе FTDI здесь.

FTDI COM port

Для прошивки контроллеров STM необходимо установить программу Flash Loader, вы можете найти ее последнюю версию в интернете или загрузить протестированную нами версию вместе с прошивкой 3Stab (если у вас ещё нет ключа активации, единственным ограничением выложенной на данной странице версии является отсутствие возможности сохранения всех настроек в постоянную память контроллера EvvGC. В остальном же - она является полнофункциональной прошивкой, позволяющей в полной мере оценить качество работы наших алгоритмов стабилизации). Для того чтобы скачать прошивку 3Stab, вам необходимо войти под своей учетной записью на эту страницу, либо зарегистрироваться на сайте :

Вложения:
ФайлРазмер файла:Изменено
Скачать этот файл (Flash_Loader_Demonstrator_v2.5.0_Setup.exe)Flash_Loader_Demonstrator_v2.5.0_Setup.exe7122 Кб2014-05-12
Скачать этот файл (Flash_Loader_Demonstrator_v2.5.0_Setup.zip)Flash_Loader_Demonstrator_v2.5.0_Setup.zip6447 Кб2014-05-22

После ее запуска выберите номер COM порта для подключения во вкладке Port Name, остальные параметры оставляем без изменений:

Firmware update Step1

Шаг 2-й: Подготовка к прошивке EvvGC, настройки программы STMicroelectronics Flash Loader Demonstrator.

Перемычка BOOT должна быть установлена (контакты замкнуты), основное питание платы EvvGC отключено, соединение через UART1 установлено. Уверенно нажимаем кнопку Next в окне Flash Loader'а, изображенном на предыдущем скриншоте. Если видим сообщение,

flashing EvvGC reset 

необходимо перезагрузить контроллер, кратковременно замкнув перемычку RESET на плате EvvGC.

Нажимаем "OK" в окне предупреждения, а после сброса платы и повторного нажатия "Next" в предыдущем диалоговом окне Flash Loader'а и успешном подключении, появится следующее окно:

flashing EvvGC connected

Переходим на следующий шаг повторным нажатием кнопки Next, видим диалоговое окно статуса Flash памяти контроллера EvvGC, и переходим к следующему шагу, в очередной раз нажимая Next: 

EvvGC Step4

Следующее диалоговое окно уже содержит поле выбора файла с прошивкой и параметров изменения ROM контроллера EvvGC. Ставим точку в поле "Download to device", указываем путь к прошивке 3Stab_firmware_v.3.0_Stable.hex (обратите внимание на расширение файла - необходимо выбрать в диалоговом окне проводника "HEX", так как по умолчанию стоит BIN). Выбираем "Global Erase" в случае, если нам не нужно сохранить настройки предыдущей конфигурации прошивки, либо если до этого было установлено ПО от другого разработчика. В случае если это обновление прошивки 3-STAB в связи с выходом новой версии, а сами параметры работы контроллера на вашем подвесе у вас были настроены, выбираем параметр "No Erase". Нажимаем "Next".

EvvGC Step5

Шаг 3-й: Непосредственно процесс прошивки ROM контроллера EvvGC.

Терпеливо ждем несколько секунд наблюдая за статус баром прогресса процесса записи новой firmware, в результате успешной процедуры перепрошивки вы увидите окно подобное этому:

Successful update

Отключаем контроллер EvvGC от компьютера, закрываем программу флэшлоудера. Не забываем отключить разъем UART1 перед подключением основного питания платы, подключить штекер в разъем UART4 при необходимости настройки прошивки в дальнейшем (предварительно отключив контакт питания 3,3В, так как в нем больше нет необходимости, оставив только сигнальные провода), а также удалить перемычку BOOT.

Наша команда состоит из неравнодушных и увлеченных людей, которых объединяет работа над уникальным проектом - создание системы качественной стабилизации камеры 3Stab и контроллера UStab. Мы используем наш опыт и профессиональные навыки, чтобы воплотить действительно хорошие идеи в жизнь! Будем рады общению с Вами!