BLHeli Firmware – Varianten & Versionen

BLHeli Firmware - Varianten & Versionen

BLHeli Firmware – Varianten & Versionen

Weiter geht es mit unserem BLHeli Grundlagen Guide Teil 2! Da es von BLHeli verschiedenste Versionen gibt, sprechen wir kurz von den ‘Varianten der jeweiligen Revision’. Von jeder Revision gibt es nämlich drei Varianten, welche sich durch unterschiedliche Funktionen bzw. Features unterscheiden.

Main

Die Main-Variante ist für den Hauptrotor eines Helikopters gedacht, sie ist aber auch gut für Flächenflieger geeignet. Hier gibt es beispielsweise:

• Soft Spoolup (Bei Flächenfliegern auf 0 setzen!)
• Governor (Bei Flächenfliegern deaktivieren!)
• Low Voltage Limiting

Tail

Die Tail-Variante ist für den Heckrotor eines Helikopters entwickelt worden. Zu den zusätzlichen Features gehören unter anderem:

• Rapid Throttle Response
• Idling
• Bidirectional Operation

Multi

Die Multi-Variante ist für Multicopter optimiert, also für Quadrocopter, Hexacopter und so weiter. Die Multi-Variante ist ebenfalls gut für Flächenflieger geeignet, wobei kein Low Voltage Limiting integriert ist. Zu den Features gehören beispielsweise:

• Rapid Throttle Response
• Bidirectional Operation
• Closed Loop Operation

SiLabs µC ESCs

Es gibt auch Features, die bei ESCs mit SiLabs µC (zur Zeit der Erstellung Rev.14.9) für alle drei Varianten verfügbar sind. Dazu gehören:

• Damped Light / Braking / Active Freewheeling (falls vom ESC unterstützt können die Motoren aktiv gebremst werden)
• Sync Lost, also Verhinderung des Synchronisations-Verlustes.
• 1kHz, 2kHz, 4kHz, 8kHz und 12kHz PWM Eingangs-Signale sowohl positiv als auch negativ.
• PPM Eingangs-Signale mit 1-2ms, Standardmäßig mit 1150-1830µs, kalibrierbar auf 1000-2000µs; Unterschied Min/Max mindestens 520µs.
• OneShot125 mit 125-250µs und bis zu 4kHz.
• Automatische Erkennung des Eingangs-Signals beim Starten des ESCs.
• Beacon-Funktion (nach einer einstellbaren Zeit fangen die ESCs/Motoren an zu piepen; sehr praktisch bei einer “ungeplanten Landung” in hohem Gras! 😉 ).
• Thermal Protection, also eine Temperaturüberwachung des ESCs, falls dies unterstützt wird. Standardmäßig mit folgenden Stufen:

• 140°C = 75% Motor Power
• 145°C = 50% Motor Power
• 150°C = 25% Motor Power
• 155°C = 0% Motor Power

• Stall Protection (ab Rev.14.2), wodurch beim Arming erkannt wird, ob sich der Motor dreht. Ist dies nicht der Fall, stoppt der ESC den Startversuch und wartet bis Throttle wieder auf Minimum gestellt wird.
• Maximum Speed (ab Rev.14.2) schützt den Motor vor zu hoher Drehzahl.

SiLabs µC ESCs mit BLHeli_S

Die Rev.16.X von BLHeli wird BLHeli_S genannt und ist die neuste Version für 32bit µC. BLHeli_S ist hauptsächlich für Multicopter entwickelt worden. Der wohl größte Unterschied ist das per Hardware generierte PWM-Signal für einen leiseren Betrieb der Motoren sowie sanfteres und gleichzeitig schnelleres Ansprechverhalten auf Throttle-Änderungen. Zu den Features gehören:

• Damped Light / Braking / Active Freewheeling (falls vom ESC unterstützt können die Motoren aktiv gebremst werden)
• Sync Lost, also Verhinderung des Synchronisations-Verlustes.
• PPM Eingangs-Signale mit 1-2ms, Standardmäßig mit 1150-1830µs, kalibrierbar auf 1000-2000µs; Unterschied Min/Max mindestens 520µs.
• OneShot125 mit 125-250µs.
• OneShot42 mit 41,7-83,3µs.
• MultiShot mit 5-25µs.
• Dshot150 theoretisch bis 8kHz (für 24MHz µC empfohlen)
• Dshot300 bis 16kHz (für 48MHz µC empfohlen)
• Dshot600 bis 32kHz (von 24MHz µC nicht unterstützt, bei 48MHz µC möglich)
• Automatische Erkennung des Eingangs-Signals beim Hochfahren des ESCs.
• Beacon-Funktion (nach eine einstellbaren Zeit fangen die ESCs/Motoren an zu piepen; wie gehabt sehr praktisch bei einer “ungeplanten Landung” in hohem Gras! 😉 ).
• Thermal Protection, einstellbarer Schwellenwert (SW) von 80-140°C. Die Reduzierung der Motor-Leistung erfolgt dann in folgenden Stufen:

• > SW = 75%
• > SW + 5° = 50%
• > SW + 10° = 25%
• > SW + 15° = 0%

• Stall Protection, wodurch beim Arming erkannt wird, ob sich der Motor dreht. Ist dies nicht der Fall, stoppt der ESC den Startversuch und wartet bis Throttle wieder auf Minimum gestellt wird.
• Code naming convention (Benamsung 😉 )
• Die HEX-Files sind mit zwei getrennten Buchstaben, einer zweistelligen Zahl und der Revisions-Nummer bezeichnet, beispielsweise: A_L_10_REV16_0.HEX

• 1. Buchstabe: Pinout des µC.
• 2. Buchstabe: L (Low) für 24MHz µC H( High) für 48MHz µC.
• Zweistellige Zahl: Totzeit des FET (Feldeffekt-Transistor) bei Schaltvorgängen als Vielfaches von 20,4ns.

• Startup Power gibt die maximale Leistung beim Starten an. Sie kann zwischen 0,031 und 1,5 liegen.
• Commutation Timing (auch einfach Timing genannt) verändert die Kommutierung des Motors. Gute Hersteller geben im Datenblatt der Motoren an, mit welchem Winkel sie betrieben werden sollen. Läuft ein Motor unrund muss ggf. mit dem Timing gespielt werden. Medium ist normalerweise ein guter Anfangswert. Motoren mit hohen Induktivitäten können ggf. bei niedrigen Drehzahlen stottern oder stehenbleiben, wenn Throttle schnell erhöht wird. Dann hilft oftmals eine Erhöhung des Timings, was aber die Effizienz des Motors verringert. Die einstellbaren Werte sind:

• Low = 0°
• Medium Low = 7,5°
• Medium = 15°
• Medium High = 22,5°
• High = 30°

• Demag Compensation soll den Motor vor Stottern oder Stehenbleiben schützen, wenn er mit niedrigen Drehzahlen betrieben wird und Throttle schnell und stark erhöht wird. Es ist also eine Art Alternative zur Timing-Änderung.
• Motor PWM ist zwar immer 24KHz, bei µC mit 48MHz beträgt die Auflösung aber 2048 Schritte, wenn die ESCs eine automatische Deadtime Kontrolle haben. Bei ESCs ohne automatische Deadtime Kontrolle liegt die PWM-Auflösung 1024 Schritte. Bei ESCs mit 24MHz µC halbiert sich die Auflösung jeweils.
• Maximum Speeds ist abhängig vom µC und wird in eRPM angegeben. eRPM steht für „electrical Rotations Per Minute“, also elektrische Umdrehungen pro Minute. Bei einer mechanischen Umdrehung dreht sich der Motor um 360° um wieder in eine mechanisch identische Lage (Ausgangslage) zu kommen. Bei einer elektrischen Umdrehung dreht sich der Motor so weit, dass er in einer magnetisch identischen Lage ist. Gemeint ist, dass dieselbe Position für den Nord- und Südpol erreicht wird. eRPM ist somit abhängig von der Polzahl des Motors. Einfach gesagt, muss die Anzahl der Pol-Paare des Motors mit der mechanischen Drehzahl multipliziert werden und man erhält eRPM. Ein Motor mit 12 Polen und somit 6 Pol-Paaren benötigt bei 1 RPM also 6 eRPM. Bei ESCs mit 24MHz µC liegt der Wert bei maximal 350.000 eRPM, bei 48MHz maximal 500.000 eRPM.


BLHeli Grundlagen Guide – Übersicht

Da das Thema BLHeli recht umfangreich ist, haben wir es in insgesamt 10 Artikel aufgeteilt. Folgende Themen werden im jeweiligen Artikel behandelt. Bitte habe nur noch etwas Geduld – wir werden alle Artikel schnellstmöglich veröffentlichen und dann auch entsprechend hier verlinken!

Teil 1 – Einstieg in die BLHeli Firmware
Teil 2 – BLHeli Firmware – Varianten & Versionen
Teil 3 – Kommunikationsprotokolle
Teil 4 – Zusätzliche Funktionen, Features und Parameter
Teil 5 – Beep-Codes & über die Fernsteuerung programmierbaren Parameter
Teil 6 – Programmer (= Möglichkeiten, einen BLHeli ESC zu flashen und zu konfigurieren)
Teil 7 – Installation der BLHeliSuite
Teil 8 – 4w-if Multi Mode (zum Konfigurieren mehrerer ESCs gleichzeitig)
Teil 9 – 4w-if C2 Mode (wird zum erstmaligen Flashen eines ESCs mit SiLabs µC benötigt) (***coming soon!***)
Teil 10 – Möglichkeiten eines ISP-Programmers (wird zum initalen Flashen eines ESCs mit Atmel µC benötigt) (***coming soon!***)


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