معرفی انواع پردازنده های فلایت کنترل

فلایت کنترل کوادکوپتر و مولتی روتور دارای پردازنده های مختلفی از نسل های مختلف مانند F1 , F3 , F4 , F7 و H7 هستنتد که در این مقاله قصد داریم شما را با هریک از آن ها آشنا کنیم تا بتوانید بهترین فلایت کنترل را طبق نیاز برای کوادکوپر خود انتخاب کنید.

تعریف اولیه پردازنده ها

فلایت کنترل ها نیز مانند کامپیوتر برای پردازش اطلاعات ورودی از کوادکوپتر نیازمند پردازنده هایی قدرتمند هستند.پردازنده های موجود بر روی فلایت کنترل (FC)  از نوع STM32  هستند. تا کنون در 10 ورژن مختلف از این نوع پردازند ها تولید شده اند که اگر بخواهیم آن ها را از سریع ترین به کند تریناز سمت چپ  دسته بندی کنیم داریم H7 , F7 , F4 , F3 , F2 , F10 , L4 , L1 , L0

پردازنده F1

اولین فلایت کنترل های 32 بیتی که بر روی کوادکوپتر ها و مولتی روتور های کوچک نصب می شدند از نوع CC3D بودند که این فلایت کنترل ها از پردازنده های F1 استفاده می کردند .از فلایت کنترل هایی که این پردازنده را بر روی خود دارند میتوان به NAZE32 REV5/REV6 اشاره کرد.

پردازنده های F1 کند ترین و آرام ترین پردازنده های نسل STM MCU(STM Micro Controller (Unitهستند که امروزه در صنعت پهپادی و بر روی کوادکوپتر ها و مولتی روتورها استفاده میشودند.اما امروزه این نوع از فلایت کنترل ها که از پردازنده های F1 استفاده میکننداز رده خارج شده اند چرا که فریمور هایی نظیر Betaflight  و cleanflight آن ها را از سال 2017 پشتیبانی نمیکنند.

پردازنده F3

 F3 جزو پردازنده هایی است  که امروزه نیز از آن ها در کوادکوپتر ها و مولتی روتور ها مانند فلایت کنترل هایی نظیر X-RACER و KISS FC V1  استفاده میشود.این پردازنده برای اولین بار در سال 2014 روانه بازار شد و بسیار در بین علاقمه مندان به کوادکوپتر ها محبوب شد.

پردازنده F4

پردازندهF4  پس از مدت کوتاهیی نسبت به پردازنده F3  وارد بازار شد.پردازنده F3 که تا قبل از ورود F4 محبوب ترین پردازند در بین سازندگان فلایت کنترل بود بعد از ورود پردازنده های نسل F4  جای خود را به دلیل قدرت پردازش بیشتر به این نوع پردازنده ها داد.در حال حاضر میتوانید پردازنده های F4  را در فلایت کنترل هایی مانند KAKUTE F4 AIO,DYS F4,MATEK CTR AIO مشاهده کنید.

پردازنده F7

یکی از جدید ترین ورژن های پردازنده های نسل STM ،پردازنده F7  است که در حال گسترش و افزایش محبویت میان سازندگان فلایت کنترل ها و علاقه منداد به کوادکوپتر و مولتی روتور است که در حال حاضر در FC هایی نظیر KAKUTEF7 و SP RACING F7 مورد استفاده قرار میگیرد.این پردازنده با سرعت پردازش 2016Mhz تا چندی پیش سریع ترین پردازنده نسل F  بود اما با ورود پردازنده H7 این جایگاه را از داد.

پردازنده H7

همانطور که گفته شد در حال حاضر سریع ترین پردازنده فلایت کنترل موجود روی کواد کوپتر ها را میتوان پردازنده 7H داسنت که از STM32H750 استفاده میکند و سرعت پردازشی معادل 420Mhz  دارد.این سرعت در حال حاضر بی فایده و غیر قابل استفاده است چرا که در حال حاضر نیز میتوان از پردازنده فلایت کنترل F4  و F7  استفاده کرده و آن ها را ارتقاء داد.

پردازنده فلایت کنترل H7 طراحی و ساختاری کامل متقاوت نسبت به پردازنده های نسل F  دارد. برای مثال میتوان به این قسمت اشاره کرد که پردازنده H7 دارای تنها  128KB حافظه فلش است دقیقا شبیه پردازنده F1 و این مقدار اصلا برای ذخیره اطلاعات BETAFLIGHT در این سرعت کافی نیست.اما این اتفاق یک عیب محصوب نمیشود چرا که شما میتوایند کد های  BETAFLIGHT را بر روی یک حافظه اضافه خارجی نظیر SD  کارت و یا حافظه فلش ذخیره کنید.و نیازی نیست که نگران گم شدن یا بیرون افتادن حافظه های خرجی خود در طول پرواز باشید چرا که این اطلاعات تنها پس از روشن شدن کوادکوپتر و مولتی روتور بر روی RAM لود میشوند.

یکی دیگر از ویژگی های جالب این پردازنده فلایت کنترل در نحوه آپدیت کردن فریمور BETAFLIGHT بر روی آن است.به این صورت که شما برای آپدیت تنها نیاز است تا فایل های موجود بر روی SD  کار خود راآپدیت کنید و نیازی به فلش زدن فلایت کنترل ندارید و این به معنی خداحافظی با مشکلات درایور DFU هنگام آپدیت کردن و فلش زدن است.

حال به بررسی و مقایسه 4 فلایت کنترل ذکر شده در ابتدای متن یعنی F1,F3,F4 و F7 میپردازیم.پردازنده فلایت کنترل H7 را به دلیل جدید بودن و اینکه در حال حاضر صرفا در موارد و کاربرد های خاص نظیر مسابقات استفاده میشود از این مقایسه صرف نظر میکنیم.

مقایسه و برسی تفاوت پردازنده فلایت کنترل F1  و F3

به طور خلاصه میتوان برتری های پردازنده فلایت کنترل F3  نسبت  به F1 را در موارد زیر عنوان کرد.

• به صورت تئوری هردو پردازنده F3 و F1  دارای سرعت های پردازشی یکسانی هستند . اما در واقعیت پردازنده F3 به دلیل اختصاص نقطه شناور(FPU) توان پردازشی با سرعت بالاتری را دارد.
• پردازنده F1  دارای 2  پورت UART است درحالی که پردازنده F3علاوه بر 3 پورت UART  دارای پورت USB  نیز می باشد می باشد.پردازنده F1 به دلیل فاقد بودن پورت USB  نیاز داشت تا همواره پورت UART1 خود را برای اتصال به کامپوتر خالی نگه دارد و عملا این فلایت کنترل دارای یک پورت اضافی برای وصل کردن وسایل جانبی بود در حالی که F3 میتواند هر سه پورت UART خود را برای اتصال لوازم جانبی استفاده کند.
• تمامی پورت های UART فلایت هایF3  دارای قابلیتی به نام NATIVE INVERSION هستند به این معنا که شما میتوانید SBUS و SMART PORT  را به طور مستقیم استفاده کنید.

سرعت پردازش پردازنده فلایت کنترل

همانطور که گفته شد از لحاظ تئوری دو پردازنده فلایت کنترل F1 و F3  دارای سرعت های پردازشی یکسانی هستند اما به لطف FPU که به عنوان کمک کننده عملیات ریاضی در فلایت استفاده میشود سرعت پردازش F3 به مراتب بالاتر است.

LOOPTIME

دوره گردش یا LOOPTIME در پردازنده F1 تنها 2Khz است اما این دوره گردش در F3 تا 4Khz میرسد و این در حالی است که میتواند همزمان پردازش های دیگر نظیر اطلاعات شتاب سنج و dynamic filter را اجرا کند.حتی با غیر فعال کردن dynamic filter میتوان سرعت پردازش را به 8Khz  نیز رساند.اما در پردازنده F1 تمام این ویزگی ها و پردازش های جانبی را باید غیر فعال کرد تا F1 به سرعت پردازش 2Khz برسد.

تعداد پورت های UART

همانطور که گفته شد پردازنده F3 دارای 3 پورت خالی UART برای نصب وسایل و قطعات جانبی نظیر BLACKBOX,SBUS,GPS,SMARTORT TELEMETRY و MINIM OSD است در حالی که فلایت کنترل ها با پردازنده F1 فقط یک پورت خالی UART  دارند و تنها میتوانند از یکی از این ویژگی ها استفاده کنند.

سایر برتری های پردازنده F3

امروزه اکثر فلایت کنترل ها با پردازنده F3  توانایی دریافت 5  ولت مسقیم را دارند که یعنی در ساخت آن ها از PDB(برد توزیع برق) داخلی استفاده شده و فلایت میتواند مستقیم به باتری لیتیوم پلیمر وصل شود.

پردازنده های F3 توانایی اتصال پایه به پایه به F1  را دارند و از این طریق میتوان پردازنده F1  خود را با پردازنده F3  تعویض کرد.

مقایسه و بررسی تفاوت بین پردازنده F3 و F4

• سرعت پردازش پردازنده فلایت کنترل F4 تقریبا دوبرابر پردازنده فلایت کنترل F3 و  F4  است.چیزی در حدود 180Mhz  و همچنین مانند F3 دارای FPU نیز هست.
• حد اکثر قدرت دوره گردش یا LOOPTIME در F4 به 32Khz میرسد. و این درحالی است که Betaflight  پیشنهاد میکند بر روی این پردازنده فلایت کنترل نیز حداکثر از قدرت پردازش 8Khz (مقداری برابر با پردازنده فلایت کنترل F3)استفاده کنید.
• در حالی که پردازنده F3 تنها 3 پورت YART را در اختیار کاربر میگذاشت اما پردازنده F4 میتواند 5 پورت UART را برای نصب امل تجهیزات در اختیار کاربر قرار دهد.
• یکی دیگر از ویژگی های جدید پردازنده F4 ، DYNAMIC FILTER است که سرعت پردازش F4 را به مراتب بیشتر میکند.
• پردازنده F4 نیز مانند F1  توانایی اتصال مستقیم SBUS  و  SMARTPORT  را ندارد و برای اتصال نیاز به inversion hack دارند.

مقایسه و بررسی برتری های پردازنده F7  نسبت به F3 وF4

• F7 پردازنده سریع تری است چیزی در حدود 216Mhz
• پردازنده F7  به شما اجازه نصب تمامی تجهیزات و وسایل جانبی را میدهد.
• F7 پلتفرم بهتری برای توسعه فریمور ها و فلایت کنترل ها در اینده است چرا که به توسعه دهندگان و برنامه نویسان اجازه میدهد الگوریتم های فلایت کنترل ها را به راحتی بهینه سازی کنند.
• پردازنده F7 توانایی رسیدن به 32Khz پردازش را بدون نیاز به overclock کردن را دارد.
• دوره گردش این پردازنده به دلیل استفاده از نوعی سنوسر gyro محدود شده است و اگر میخواهید این قدرت پردازش را بالا ببرید باید از سنسور هایی نظیر  icm-20602 استفاده کنید.

چرا دربین پردازنده های ذکر شده خبری از F2 , F5 و F6  نیست؟

پردازنده های فلایت کنترل F2 شبیه به نسخه قدیمی تر F4  هستند اما به دلیل استفاده F3 از FPU  و قدرت بیشتر آن خیلی واضح است که بتوان به راحتی از این نسخه پردازنده عبور کرد.

اما در مورد پردازنده های F5 و F6  نیز باید خاطر نشان کنیم که اساسا چنین ورژن هایی هیچ وقت ساخته نشده اند و وجود ندارند.

فلایت کنترل با کدام پردازنده بهتر است؟

امروزه فلایت کنترل هایی با پردازنده های F1  دیگر از طرف Betaflight  پشتیبانی نمیشوند و Betaflight پشتیبانی از فلایت کنترل ها با پردازنده های F3 را نیز به دلیل کمبود فضای ذخیره به شدت کاهش داده است.

توصیه میشود در حال از فلایت کنترل هایی با پردازند های F4 یا F7 استفاده کنید چرا که پردازنده های H7 نیز همچنان زیاد مورد استفاده قرار نمیگیرند و بهتر است تا استفاده عمومی این پردازنده صبر کنید.

درمورد پردازنده های F7  و F4 نیز  میتوانید طبق توضیحات داده شده بهترین گزینه را برای خود انتخاب کنید.