มาทำความเข้าใจกับ Cleanflight Flight Mode กันเถอะ

บทความนี้ เพื่อผู้ที่เพิ่งเข้ามาเล่น Multi-copter นะครับ

วันนี้ เราจะมาทำความรู้จัก Flight Mode ของ Cleanfligh/Betaflight กัน

โดยทั่วไป เวลาเล่น Racing FPV เราจะใช้งานกันอยู่ 3 Mode หลักๆ ครับ จะสังเกตุได้ว่า Flight Controller ฺRacing version {FC) จะมีแค่  6 DOF (Six degrees of freedom: forward/back, up/down, left/right, pitch, yaw, roll )

1. Acro Mode (ชื่ออื่นๆ ที่ใช้เรียก: Rate Mode, Manual Mode)

Sensor ที่ใช้ : Gyroscope

โหมดบินนี้ จะเป็นหมดบินโดยตั้งต้น เมื่อเราติดตั้ง FC ไหม่ๆ แล้ว เริ่ม Arm โดยที่ยังไม่มีการตั้งค่า โหมดบิน บน  Beta/Cleanflight configurator. โหมดนี้ จะทำให้เราสามารถบินได้อย่างอิสระ ไหลลื่น หลายๆท่านคงเคยดูกล้องบินทึกการบิน FPV ของนักบินระดับโลกหลายๆคน และอาจสงสัยว่า เหตุได เขาถึงสามารถควบคุมตัวลำได้อย่างรวดเร็วและคล่องแคล่ว. ก็เพราะนักบินส่วนใหญ่ จะบินกันด้วย Acro Mode นี่แหละครับ. โดยที่โหมดนี้ จะใช้ค่าที่ได้จาก sensor gyroscope เป็นตัวช่วยเพียงอย่างเดียว

ดังนั้นคำสั่งที่ส่งให้มอเตอร์ทำงาน ก็จะได้รับตรงๆจาก pitch/roll stick บนวิทยุของเรา โดยไม่มีการปรับแต่งแนวระนาบของตัวลำลงไปผสม ซึ่งส่งผลให้เวลาเราโยกสติกไดๆ บนวิทยุ ก็จะไม่ถูกนำไปผสมจากค่าที่ได้จาก  Accelerometer sensor เพื่อรักษาระดับ ทำให้ตัวลำตอบสนองต่อสติกของเราได้เร็วขึ้นเป็นกอง 

2.Angle

Sensor ที่ใช้ : Gyroscope + Accelerometer

โหมดนี้ เป็นการเลือกให้ FC ช่วยรักษาระดับ ในแนวระนาบ ให้กับลำของเรา และจะไม่ยอมให้ตัวลำ เอียงเกิน 50 องศา ในทุกทิศทางรอบตัว ถึงแม้ว่าเราจะพยามให้มันเอียงเกิน 50, แต่ FC ก็จะไม่ยอมครับ

Mode นี้ FC จะใช้ ค่าที่ได้จาก  accelerometer และ gyroscope  sensor มาทำการคำนวนช่วยรักษาระดับครับ 

(การรักษาระดับ จะถูกต้อง แม่นยำ ก็ต่อเมื่อมีการ calibrated sensor อย่างถูกต้องเรียบร้อย)

ปรกติ ผมใช้ Mode นี้ ผูกไว้กับสวิทบนวิทยุเราช่องนึง แล้วเรียกมันว่า สวิทช์เฉินครับ เวลาบิน Acro Mode แล้วหลง ก็โยกสวิทช์นี้เลย

3.Horizon

Sensor ที่ใช้ : Gyroscope + Accelerometer

โหมดนี้ เป็นโหมดลูกผสม ระหว่าง Acro Mode และ Angle Mode. โดยที่โหมดนี้ จะช่วยรักษาระดับเช่นเดียวกับ Angle Mode เมื่อ pitch/roll stick บนวิทยุขอเรา อยู่ใกล้ตำแหน่ง center แต่จะตอบสนองเหมือน Acro mode เมื่อ stick บนวิทยุขอเรา ถูกโยกไปเกือบสุด. ทำให้โหมดนี้ เราสามารถบินได้แบบมีตัวช่วยในการรักษาระดับ แล้วสามารถจะ ทำท่า  rolls และ flips ตัวลำได้ เมื่อเราโยกสติกไปจนสุด. โหมดนี้ ส่วนมากจะใช้ในการทดสอบลำ ระหว่างบิน FPV (สวมแว่นบิน) และจะทำการหมุน  rolls/flips เพื่อดูอาการ เมื่อคล่องแล้ว ค่อยเปลี่ยนไปเล่น Acro Mode 

ทั้งหมดเป็นสามโหมดหลังๆที่เราใช้ในการบิน FPV Racing, แต่ตัว Firmware Bata/Cleanflight ยังสามมารถทำได้อีกหลายโหมด ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับ Sensor ที่เรามีอยู่บน Flight Controller นะครับ

4. Baro (Altitude Hold)

Sensor ที่ใช้ : Gyroscope + Accelerometer + Barometer

เป็นโหมดที่เมื่อเราเปิดใช้ ตัวลำจะรักษาระดับความสูงค้างเอาไว้ให้ เมื่อไม่มีการรับค่า Throttle จากวิทยุของเรา

5. MAG

Sensor ที่ใช้ : Gyroscope + Accelerometer + Magnetometer (Compass)

โหมดนี้ มักเปิดใช้ร่วมกับ  HEADFREE mode. เมื่อเปิดใช้งาน หากไม่มีค่า Yaw (Rudder) ส่งมาจากวิทยุของเรา ตัวลำ จะรักษาทิศทาง Heading ไปในทิศทางนั้นไปตลอด จนกว่าจะได้รับค่า  Yaw จากวิทยุของเรา. โดยปรกติ ทิศทางของลำ จะถูกล๊อคค้างไว้อยู่แล้ว ด้วย Gyro sensor แต่ก็ยังมีคลาดเคลื่อนได้บ้างเล็กน้อย เมื่อเทียบกับ Mag mode ที่แม่นยำกว่า. 

6. HEADFREE (Head Free)

Sensor ที่ใช้ : Gyroscope + Accelerometer + Magnetometer (Compass)

โหมดนี้สามารถใช้งานร่วมกับโหมด ANGLE/HORIZON/ACRO ได้. เมื่อเปิดใช้งาน FC จะเข้าควบคุม แกน Yaw และจะเหลื่อนที่ไปในทิศทางแบบ 2 มิติ ตามทิศของ ROLL/PITCH สติก เท่านั้น

HEADFREE ทำงานร่วมกับ MAG mode

7. HeadAdj

โหมดนี้ มีไว้เพื่อปรับทิศของ  Yaw ใน HEADFREE mode

8. GPSHOME (Return To Home: RTH) ** Firmware ยังพัฒนาไม่สมบูรณ์ /Aug 2015

Sensor ที่ใช้ : Gyroscope + Accelerometer + Magnetometer + GPS

เป็นโหมดที่ใช้ ค่าที่ได้จาก Compass และ GPS มาคำนวนเพื่อกลับไปยังจุดเริ่มต้นที่ออกบิน (HOME). ขณะที่บินกลับ การรักษาระดับแนวระนาบ จะขึ้นอยู่กับ Flight Mode ที่เราตั้งไว้ (ANGLE /HORIZON /ACRO). ค่าความระดับสูง (Altitude) ที่ได้จาก GPS ยังไม่แม่นยำมากนัก ดังนั้นถ้าจะรักษาระดับความสูงด้วย จึงมักใช้งานร่วมกับ Sensor อื่นที่วัดค่าได้แม่นยำกว่า เช่น Sonar หรือ Barometer.

9. GPSHOLD ** Firmware ยังพัฒนาไม่สมบูรณ์ /Aug 2015

Sensor ที่ใช้ : Gyroscope + Accelerometer + Magnetometer + Barometer

โหมดนี้ ตัวลำจะรักษาตำแหน่ง ที่บินอยู่ทั้ง  Longitude และ Lattitude ส่วนระดับความสูง (Altitude) มักจะใช้ค่าที่ได้จาก Barometer

ข้อมูลเพิ่มเติ่ม

• ค่า PITCH/ROLL rate ที่ set ใน Beta/Cleanflight จะมีผลเมื่อเราใช้ Mode ACRO หรือ HORIZON Mode เท่านั้น โดยที่ ในโหมด HORIZON ค่าของ PITCH/ROLL rate จะมีผลก็ต่อเมื่อโยกสติกไปจนเกือบสุดแล้วเท่านั้น
• หากเราใช้ Acro Mode ร่วมกับ MAG หรือ ฺBARO. Sensor ทั้งสองจะถูกนำมาใช้แค่บางส่วนเท่านั้น โดยที่ FCจะไม่เอาค่าที่ได้ มาคำนวนเพื่อรักษาแรวระนาบ
• หากเราโยกสติก PITCH/ROLLเกิน 25 องศา ค่า  Heading ที่ได้จาก Magnetometer จะไม่ถูกนำมาคำนวน แต่จะใช้เฉพาะค่า Heading ที่ได้จาก แกนYaw ของ Gyro sensor เท่านั้น

Reference: 

http://www.miniquadclub.com/naze32-flight-modes-explained/#comment-631

https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Modes.md

http://www.multiwii.com/wiki/?title=Flightmodes

http://blog.oscarliang.net/multiwii-different-flight-modes-names-gui/