Eachine UZ65 - идея отличная, но реализация хромает...

Как только появилась первая информация о новом тинивупе Eachine UZ65, сразу понял, что рано или поздно он попадет ко мне в руки. Главная причина, почему так хотелось его посмотреть, это ожидание хорошего баланса между тягой, точностью управления и временем полета из-за нового формата пропеллеров диаметром 35мм.

Образ удачного тинивупа у меня уже сложился - MCHeliWhoop, о котором неоднократно рассказывал. У него есть только один недостаток - слишком большая тяга. Нет, не максимальная, а вообще. Надо делать экспоненту на канале газа, чтобы добиться более предсказуемой реакции на работу стиком газа, иначе при полете стик газа приходится держать в очень узком диапазоне. Из-за этого полеты по компактной трассе превращаются в бесконечные столкновения с препятствиями. То есть, тяги с избытком, скорость высокая, а точности не хватает. Полетав какое-то время на Mobula6 с 0802-моторами на 19000kV, пришел к выводу, что по точности этот тиниувуп значительно выигрывает, но тяги хотелось бы чуть-чуть больше. Несколько раз на трассе с перепадами по высоте случалось так, что приходилось сбавлять темп, чтобы было время набрать высоту. Если поставить моторы на 22000kV или 25000kV, то тяги прибавится, но и время полета заметно сократится. Очень надеялся, что Eachine UZ65 будет более сбалансирован по вышеназванным параметрам. Проверим!

Краткие характеристики Eachine UZ65:

• База: 59мм
• Вес: 21.85г (без аккумулятора)
• Взлетный вес: 29.45г
• Габариты:80.5x80.5x36мм
• Моторы: Eachine NC0802 19000kV
• Пропеллеры: HQ 35мм под вал 1.0мм
• Камера: RunCam Nano 3, 800TVL NTSC
• Приемник: встроенный на SPI-шине FrSky/Futaba S-FHSS/FlySky
• Аккумуляторы: 300мАч 1S LiHV с PH2.0-разъемом

Краткие характеристики полетного контроллера Eachine AIO Superbee F4:

• Процессор STM32F411
• Гироскопы MPU6000 на SPI-шине
• BetaFlight OSD AT7456E
• Приемник CC2500/AT7105 на выбор
• Питание 1-2S 4.35В
• Разъем питания PH2.0 с цельными пинами
• Максимальный ток 5А
• Прошивка регуляторов S_H_50_REV16_8
• Датчик тока
• Вес без силового провода 2.75г

Характеристики RunCam Nano 3:

• Сенсор: CMOS 1/3"
• Формат видеосигнала: 800 TVL NTSC
• Линза: 2.1мм с резьбой M8
• Угол обзора: 160 градусов
• Вес: 1.2г

Квадрик приезжает в фирменном кейсе от Eachine, как было с Eachine Trashcan или Eachine RedDevil. Несмотря на то, что посылка добиралась до меня более двух месяцев из-за задержек, связанных с COVID-19, внутри кейса только аккумуляторы выпали из своих ячеек, остальное не пострадало:)

В комплекте все как и должно быть: квадрик, инструкция, запасные винтики, набор пропеллеров, простенький USB-зарядник, отвертка, съемник для пропеллеров и 4 аккумулятора на 300мА/ч.

LiHV-аккумуляторы точно такие же, как были в комплекте с Happymodel Mobula6, только наклейки другие. Весят по 7.6 грамма, с PH2.0-разъемами.

Такого количества аккумуляторов как раз хватит на то время, пока приедут дополнительные:) USB-зарядник, как оказалось, вполне рабочий. Точно такой же был в комплекте с Happymodel Mobula6.

Переключатель меняет режим работы: LiPO или LiHV. Если сдвинуть его в сторону USB-разъема, будет работать в LiHV-режиме.

Первое впечатление от квадрика Eachine UZ65 - какой-то он "стеклянный":) Пластик прозрачный и выглядит хрупким, но это не так. При пропеллерах большего диаметра, габариты квадрика остались на уровне обычного тинивупа на 65-й раме с 31мм-пропеллерами: 80.5x80.5мм.

Просто диагональ рамы стала 59мм. Из-за этого очень уменьшился и полетный контроллер, хотя расстояние между его точками крепления осталось тинивупного формата: 26x26мм.

В задней части под канопой расположился видеопередатчик. Его кнопка управления расположена очень близко к краю канопы, поэтому возможны случайные переключения частоты при падениях квадрика. Антенна видеопередатчика довольно жесткая, возможна ее потеря при авариях, так как она держится только на U.FL-разъеме. Я бы перенес видеопередатчик под полетный контроллер. Места там предостаточно.

Из-за уменьшения размеров полетного контроллера, пришлось отказаться от разъемов, моторы напрямую припаяны к выводам полетного контроллера.

Конструкторы рамы сделали, на мой взгляд, ошибку при проектировании рамы. Если бы лучи креплений моторов развернуть на 45 градусов, тогда можно было бы приподнять холдер аккумулятора чуть выше.

Аккумулятор, конечно, и так стоит не ниже моторов, но мог бы быть еще ближе к центру масс. Моторы 0802-размера на 19000kV оптимальны для этого тинивупа. Будет отличный баланс между тягой и энергопотреблением.

HQ-пропеллеры весят 0.32 грамма каждый. Чтобы визуально оценить размер пропеллеров на 35мм, сделал снимок между пропеллерами на 40мм и 31мм. Хотелось показать пропеллеры одного производителя, но новые HQ на 31мм до меня так и не доехали за последние несколько месяцев.

Ширина лопасти новых пропеллеров в максимальной части составляет 8мм. Для примера, ширина лопасти пропеллеров на 40мм - 7.5мм, вес 0.35 грамма. С учетом количества лопастей, чуть меньшего веса, но того же шага, ожидаю от новых пропеллеров чуть большей динамики на разгон, но чуть меньшей тяги, чем с пропеллерами на 40мм. Квадрик должен быть более послушным в управлении, а максимальной тяги все равно будет предостаточно, чтобы не терять динамику на длинных участках гоночной трассы.

Снимаю канопу, там идет шлейф проводов от полетного контроллера к передатчику. Отдельным зеленым проводом выведено управление передатчика через SmartAudio.

Полетный контроллер очень маленький. Чтобы оценить его вес, придется полностью разобрать квадрик. Рама выполнена из очень жесткого и упругого материала. Петли холдера под аккумулятор тонкие и вероятность того, что они отломаются от рамы очень высока. Рама весит 3.8 грамма - многовато для такого размера.

Моторы Eachine NC0802 19000kV отличаются от привычных Happymodel SE0802 19000kV только отсутствием разъема для подключения и небольшой платой между статором и основанием для фиксации выводов обмоток. Один мотор весит 1.9 грамма, что ровно столько же, как и Happymodel SE0802 с разъемом. Плата фиксации выводов обмоток - дело хорошее, но в погоне за надежностью пренебрегли весом:(

Обмотка мотора сделана проводом 0.2мм по 9 витков на зуб, соединены звездой. Обмотка зафиксирована лаком.

Полетный контроллер Eachine AIO Superbee F4 мог бы претендовать на звание самого маленького и легкого, благодаря уникальной форме. Такой полетный контроллер можно разместить на раме с минимальной диагональю, что невозможно сделать с BetaFPV F4 1S - моим фаворитом.

Полетный контроллер не имеет разъемов для подключения моторов, только площадки для пайки. Нет ни одной кнопки, забиндить его или перевести в DFU-режим для прошивки можно только через консоль BetaFlight-конфигуратора. Вес полетного контроллера Eachine AIO Superbee F4 составляет 2.75 грамма, что на половину грамма тяжелее BetaFPV F4 1S без разъемов под моторы. При одинаковой толщине платы, при том же наборе компонентов, производитель все же сумел "нагнать вес", установив массивный, тяжелый USB-разъем! Получается, что этот кусок металла на полграмма тяжелее аналогичного на BetaFPV F4 1S! Ну почему в бочке меда обязательно должна быть ложка дегтя:( Братья-китайцы, неужели так сложно было немного подумать и сделать зачетный полетник?!

Периферия полетного контроллера классическая для линейки Crazybee: процессор STM32F411, гироскопы MPU6000, CC2500 в качестве приемника, BB2-чипы управления силовыми ключами, AT7456 для OSD, два UART-порта, причем один имеет инверсию на RX-контакте, вывод под пищалку и управление цветными светодиодами. Кстати, Eachine AIO Superbee F4 рассчитан на питание 1-2S и это не есть хорошо, о чем ниже, когда рассмотрим настройки.

Силовые провода в силиконовой изоляции имеют толщину 22AWG, довольно жесткие. Силовой PH2.0-разъем с цельными пинами. Место соединения силовых проводов и разъема залито термоклеем и затянуто в термоусадку. Общий вес всей конструкции 0.85 грамма.

Силовые провода можно было сделать 24AWG-проводом. Вместо куска термоклея вполне бы подошел тонкий кусочек текстолита, к которому припаиваются и пины разъема, и силовые провода, как было реализовано у BetaFPV Meteor65.

Канопа выглядит "стеклянной", но пластик такой же, как у рамы, вязкий и упругий. Вес канопы 0.8 грамма без фурнитуры. С креплением камеры и болтиками вес увеличивается до 1.15 грамм. Передатчик Eachine VTX Nano на этом квадрике немного не к месту - слишком тяжелый, весит 1.3 грамма. Если бы была версия без разъемов - было бы лучше. А еще лучше было бы интегрировать передатчик над полетником вторым этажом, тогда бы и лишних проводов не было.

Мощность передатчика переключаемая 25/100/200мВт, доступны классические 40 каналов, включая RaceBand. Кстати, антенна весит 0.35 грамма, а провод от передатчика до полетника - 0.3 грамма.

Камера квадрика отличается от классической RunCam 3 Nano - установлен новый объектив с меньшим углом обзора. Насколько изображение стало меньше, можно оценить на следующей фотографии. Зеленой рамкой выделил размер изображения с новой камеры относительно старой.

Камера весит 1.27 грамма. Мне с ней еще в одном моменте "повезло" -  с левой стороны пробивается ультрафиолет:)

Итак, все компоненты рассмотрены, собираю Eachine UZ65 обратно. В процессе сборки заменил силовые провода на более тонкие 24AWG - их достаточно. Заодно добавил для красоты пару светодиодов на PH2.0-разъем:) Антенну притянул к канопе тонкой петлей из термоусадки, чтобы не болталась.

Квадрик Eachine UZ65 поставляется вполне себе хорошо настроенным, что встречаю впервые. В регуляторы залита прошивка BLHeli_M версии 16.8. В полетный контроллер установлена прошивка BetaFlight-4.1.1, настроена RPM-фильтрация и PID-ы. Достаточно забиндить квадрик, выставить удобные расходы и назначить тумблеры на AUX-каналах. Стоковые настройки сохранил в файле.

В настройках блока регуляторов увеличил Startup Power, поднял тайминг и уменьшил время срабатывания маяка.

Теперь расскажу, почему не стоит использовать полетные контроллеры, рассчитанные на питание 1-2S только для 1S-тинивупов. Для примера, возьму Eachine AIO Superbee F4 и BetaFPV F4 1S. У обоих используются одинаковые силовые ключи SIA517DJ, но есть нюанс. У первого силовые ключи управляются через дополнительные транзисторы, которые защищают контроллер регулятора от высокого напряжения. У второго контроллер напрямую управляет силовыми ключами. У первого в контроллерах стоит прошивка "S-H-50", у второго "O-H-5", где цифра - это количество квантов времени между переключениями силовых ключей. Один квант времени равен 20.4нс. Получается, что у первого контроллера задержку дают дополнительные транзисторы.

Как это влияет на работу моторов? Допустим, регуляторы работают на частоте 48кГц. Это позволяют прошивки JESC и BLHeli_M. При частоте 48кГц время одного PWM-цикла составляет 1/48000=20.8мкс. Время задержки на переключение между силовыми ключами при 50 квантах времени составляет 50*20.4=1020нс или примерно 1мкс. Соответственно, пауза в 50 квантов составляет 1/20.8*100=4.8% от времени одного PWM-цикла. Но за это время энергия так же расходуется. А при 5 квантах время переключения всего 0.1мкс или примерно 0.5% от времени PWM-цикла. В общем, чем меньше время переключения между силовыми ключами, тем эффективнее работа мотора. Получается, что полетные контроллеры с поддержкой 1-2S будут на 4.3% менее эффективны, чем контроллеры, рассчитанные только на 1S:)

В полетный контроллер залил последнюю стабильную версию BetaFlight-4.2.2, немного подкорректировал настройки под себя. Вот что получилось:

# version
# Betaflight / STM32F411 (S411) 4.2.2 Aug 16 2020 / 01:47:01 (e833ac612) MSP API: 1.43
# config: manufacturer_id: HAMO, board_name: CRAZYBEEF4FR, version: 56f796fb, date: 2019-10-26T09:47:21Z

# start the command batch
batch start

# reset configuration to default settings
defaults nosave

# name: MCHeli

# feature
feature -RX_PARALLEL_PWM
feature -AIRMODE

# beeper
beeper -ALL

# beacon
beacon RX_LOST
beacon RX_SET

# serial
serial 1 2048 115200 57600 0 115200

# aux
aux 0 0 0 1900 2100 0 0
aux 1 1 2 1400 1600 0 0
aux 2 2 2 1900 2100 0 0
aux 3 13 1 1400 1600 0 0
aux 4 35 1 1900 2100 0 0

# vtxtable
vtxtable bands 6
vtxtable channels 8
vtxtable band 1 BOSCAM_A A FACTORY 5865 5845 5825 5805 5785 5765 5745 5725
vtxtable band 2 BOSCAM_B B FACTORY 5733 5752 5771 5790 5809 5828 5847 5866
vtxtable band 3 BOSCAM_E E FACTORY 5705 5685 5665    0 5885 5905    0    0
vtxtable band 4 FATSHARK F FACTORY 5740 5760 5780 5800 5820 5840 5860 5880
vtxtable band 5 RACEBAND R FACTORY 5658 5695 5732 5769 5806 5843 5880 5917
vtxtable band 6 IMD6     I CUSTOM  5732 5765 5828 5840 5866 5740    0    0
vtxtable powerlevels 3
vtxtable powervalues 0 1 2
vtxtable powerlabels 25 100 200

# master
set dyn_notch_width_percent = 0
set acc_calibration = 7,-18,-33,1
set mag_hardware = NONE
set baro_hardware = NONE
set rssi_scale = 120
set rc_interp_ch = RPY
set rc_smoothing_input_hz = 40
set rc_smoothing_derivative_hz = 100
set rc_smoothing_input_type = PT1
set rc_smoothing_derivative_type = PT1
set rx_spi_protocol = FRSKY_D
set blackbox_device = NONE
set dshot_idle_value = 600
set dshot_burst = OFF
set dshot_bidir = ON
set motor_pwm_protocol = DSHOT300
set motor_poles = 12
set vbat_max_cell_voltage = 460
set vbat_min_cell_voltage = 310
set vbat_warning_cell_voltage = 330
set ibata_scale = 1175
set beeper_dshot_beacon_tone = 4
set yaw_motors_reversed = ON
set small_angle = 180
set deadband = 5
set yaw_deadband = 5
set runaway_takeoff_prevention = OFF
set osd_warn_rssi = ON
set osd_warn_link_quality = ON
set osd_cap_alarm = 300
set osd_tim1 = 1792
set osd_tim2 = 1025
set osd_vbat_pos = 2433
set osd_rssi_pos = 2105
set osd_tim_2_pos = 2454
set osd_anti_gravity_pos = 465
set osd_throttle_pos = 2444
set osd_current_pos = 417
set osd_mah_drawn_pos = 439
set osd_craft_name_pos = 2081
set osd_debug_pos = 227
set osd_stat_max_spd = OFF
set osd_stat_battery = ON
set osd_stat_bbox = OFF
set osd_stat_bb_no = OFF
set scheduler_optimize_rate = ON
set vtx_band = 5
set vtx_channel = 4
set vtx_freq = 5769
set vcd_video_system = NTSC
set frsky_spi_tx_id = 63,30
set frsky_spi_offset = -1
set frsky_spi_bind_hop_data = 5,83,163,8,88,168,13,93,173,18,98,178,23,103,183,28,108,188,33,113,193,38,118,198,43,123,203,48,128,208,53,135,213,58,138,218,63,143,223,68,148,228,73,153,233,78,158,0,0,0
set gyro_1_align_yaw = 900
set name = MCHeli

profile 0

# profile 0
set crash_recovery = ON
set iterm_limit = 500
set pidsum_limit = 1000
set pidsum_limit_yaw = 1000
set throttle_boost = 0
set p_pitch = 85
set i_pitch = 25
set d_pitch = 90
set f_pitch = 250
set p_roll = 85
set i_roll = 25
set d_roll = 90
set f_roll = 250
set p_yaw = 120
set f_yaw = 0
set d_min_roll = 80
set d_min_pitch = 80
set d_min_boost_gain = 30
set d_min_advance = 0
set ff_interpolate_sp = ON
set ff_spike_limit = 255
set ff_boost = 50
set idle_min_rpm = 52
set level_race_mode = ON

# restore original profile selection
profile 0

rateprofile 0

# rateprofile 0
set thr_mid = 32
set thr_expo = 60
set rates_type = QUICK
set yaw_rc_rate = 250
set roll_expo = 30
set pitch_expo = 30
set roll_srate = 77
set pitch_srate = 77
set yaw_srate = 50

# save configuration
save

Как летит Eachine UZ65, оправдались ли ожидания? Честно скажу - нет. Квадрик висит на 30-33% газа. Это несколько больше, чем ожидалось. На стоковом аккумуляторе полетное время составляет всего 3 минуты. Ток в пике подскакивал до 6А. Квадрик оказался очень прожорливым! Виной тому широкие лопасти пропеллеров с большим шагом. Если бы лопасти по ширине соответствовали 40-кам от HQ, тогда был бы толк. Диаметр колец защиты рамы оказался маловат, иногда лопасти царапали их в полете. По умолчанию передатчик шпарит на 200мВт и адски греется, надо сразу переключить его на меньшую мощность. На не очень свежих аккумуляторах тинивуп летит всего пару минут, не хватает токотдачи. К точности управления у меня большая претензия. Из-за малых оборотов квадрик реагирует на стик очень инертно, на трассе переруливаешь. По высоте держать его сложно, газом надо работать в очень узком диапазоне. Не спасает уменьшение расходов и экспонента на канале газа. Опять же, из-за малых оборотов модель не снижается при уменьшении газа, а падает.

По итогу, надежды на эту модель оказались тщетны. Каждый компонент квадрика Eachine UZ65 имеет какой-либо косяк и в целом получается безрадостная картина. Да, аппарат можно облегчить, сняв пару грамм, но это не решит проблему радикально. Модель все равно останется сильно прожорливой. Этот тинивуп не для компактных трасс. Ему нужен простор, чтобы была возможность летать быстро и поддерживать обороты на высоком уровне, тогда и управляемость будет лучше - проверено! А я такие надежды возлагал на новые пропеллеры, набрал их целую кучу:)