Bộ điều khiển máy bay - Flight Controller là gì?

Bộ điều khiển bay (flight controller) là một trong những thành phần quan trọng nhất của một máy bay không người lái (Drone), FPV (First Person View - Nhìn từ góc nhìn thứ nhất). Nó chịu trách nhiệm ổn định máy bay, đảm bảo các thao tác bay chính xác và cung cấp dữ liệu cho người điều khiển. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích chi tiết về bộ điều khiển bay là gì, nó hoạt động như thế nào và tại sao nó lại là một phần quan trọng của bất kỳ drone nào. Cho dù bạn là người mới bắt đầu hay phi công dày dặn kinh nghiệm, việc hiểu những điều cơ bản về bộ điều khiển bay là rất cần thiết để tận dụng tối đa trải nghiệm bay của bạn.

Bộ điều khiển bay (Flight Controller), thường gọi tắt là FC, là "bộ não" của một máy bay không người lái. Nó là một bảng mạch được trang bị các cảm biến giúp phát hiện chuyển động của máy bay và các lệnh điều khiển của người dùng. Dựa trên thông tin này, FC sẽ điều chỉnh tốc độ của các động cơ để di chuyển máy bay theo hướng mong muốn.

Tất cả các bộ điều khiển bay đều có các cảm biến cơ bản như con quay hồi chuyển (gyroscope) và gia tốc kế (accelerometer), trong khi một số bộ điều khiển thậm chí còn bao gồm các cảm biến tùy chọn như cảm biến áp suất khí quyển (barometer) và la bàn điện tử (compass - magnetometer) để hỗ trợ bay tự động.

Bộ điều khiển bay (FC) không chỉ là "bộ não" của Drone FPV mà còn có thể hoạt động như một trung tâm trung chuyển cho các thiết bị ngoại vi khác (linh kiện bên ngoài) của Drone. Các thiết bị ngoại vi này bao gồm:

• ESC (Electronic Speed Controller - Bộ điều khiển tốc độ điện tử): Kiểm soát tốc độ của động cơ.

• GPS (Global Positioning System - Hệ thống định vị toàn cầu): Cung cấp dữ liệu vị trí vệ tinh cho drone.

• LED (Light-Emitting Diode - Điốt phát sáng): Đèn LED cho phép nhìn thấy drone dễ dàng hơn trong điều kiện thiếu sáng.

• Servos (Thiết bị servo): Các bộ phận cơ nhỏ được điều khiển điện tử để điều khiển các bề mặt điều khiển của drone (ví dụ như cánh aileron).

• Radio Receiver (Bộ thu sóng Radio): Nhận tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển từ xa của người dùng.

• FPV Camera (Camera Nhìn từ Góc nhìn Thứ nhất): Quay video trực tiếp từ góc nhìn của drone để truyền hình ảnh về cho người điều khiển.

• VTX (Video Transmitter - Bộ phát video): Truyền tín hiệu video từ camera FPV về kính đeo FPV hoặc màn hình của người điều khiển.

Phân loại Có 2 loại Flight Controller (FC)

Flight Controller (FC) chính: 

• Loại dành cho máy bay cánh bằng (plane-oriented): Như tên gọi, loại FC này được thiết kế để hoạt động hiệu quả với máy bay cánh bằng. Chúng thường được tối ưu hóa cho các kiểu bay ổn định và ít thay đổi hướng đột ngột.

• Loại dành cho Drone đa cánh (multirotor-oriented): Loại FC này được thiết kế dành riêng cho Drone đa cánh (multirotor drone), chẳng hạn như drone FPV. Chúng được lập trình để xử lý các chuyển động nhanh và thay đổi hướng liên tục, đặc trưng của kiểu bay của drone đa cánh.

Các thành phần của bộ điều khiển máy bay Flight Controller 

• Bộ xử lý chính: Bộ xử lý chính là bộ xử lý trung tâm (CPU) của bộ điều khiển máy bay. Nó xử lý việc thực hiện các thuật toán, tính toán và xử lý dữ liệu.
• Con quay hồi chuyển và gia tốc kế: Những cảm biến này cung cấp dữ liệu quan trọng về hướng và chuyển động của máy bay không người lái. Con quay hồi chuyển đo tốc độ góc, trong khi gia tốc kế đo gia tốc dọc theo ba trục
• Áp kế: Áp kế đo áp suất khí quyển, được sử dụng để xác định độ cao của máy bay không người lái. Nó giúp duy trì độ cao và cho phép máy bay không người lái thực hiện các thao tác chính xác.
• Bộ thu GPS: Máy thu GPS cung cấp dữ liệu về vị trí địa lý của máy bay không người lái, cho phép các tính năng như giữ vị trí, trở về nhà và điều hướng điểm tham chiếu.
• La bàn: La bàn cung cấp thông tin về hướng của máy bay không người lái, cho phép nó duy trì một hướng cụ thể trong suốt chuyến bay và điều hướng chính xác.
• Bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC): ESC chịu trách nhiệm kiểm soát tốc độ động cơ dựa trên các lệnh nhận được từ bộ điều khiển máy bay. Chúng điều chỉnh công suất đầu ra của động cơ, đảm bảo chuyến bay trơn tru và ổn định.
• Bộ thu tần số vô tuyến (RF): Máy thu RF nhận lệnh và tín hiệu từ điều khiển từ xa hoặc trạm mặt đất và truyền chúng đến bộ điều khiển máy bay để xử lý.
• Bảng phân phối điện: Thành phần này phân phối năng lượng từ pin của máy bay không người lái đến các hệ thống trên máy bay khác nhau, bao gồm bộ điều khiển máy bay và động cơ.
• Bộ nhớ trên máy bay: Một số bộ điều khiển máy bay có bộ nhớ trên máy bay để lưu trữ nhật ký chuyến bay, cập nhật chương trình cơ sở và cài đặt cấu hình.
• Cổng kết nối: Các cổng này cho phép kết nối các thiết bị bổ sung, chẳng hạn như mô-đun đo từ xa, OSD (Hiển thị trên màn hình) hoặc các thiết bị ngoại vi khác. 

Mỗi thành phần này đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo đo chính xác vị trí, trạng thái và chuyển động của Drone. Điều này cho phép bộ điều khiển bay thực hiện các điều chỉnh theo thời gian thực và duy trì trạng thái bay ổn định. Sự tích hợp và đồng bộ hóa của các thành phần này ultimately (cuối cùng) quyết định hiệu suất tổng thể của bộ điều khiển bay.

Chức năng của bộ điều khiển bay Flight Controller

Bộ điều khiển bay (FC) thực hiện nhiều chức năng thiết yếu cho phép kiểm soát và ổn định chính xác một chiếc Drone trong quá trình bay. Hiểu các chức năng này là điều then chốt (key) để nắm được khả năng và tính linh hoạt của bộ điều khiển bay. Hãy cùng khám phá một số chức năng chính:

• Ổn định chuyến bay: Một trong những chức năng chính của bộ điều khiển bay là ổn định máy bay không người lái trong suốt chuyến bay. Nó sử dụng dữ liệu cảm biến từ con quay hồi chuyển và gia tốc kế để phát hiện bất kỳ sai lệch nào so với chuyến bay ngang và thực hiện các điều chỉnh cần thiết để duy trì sự ổn định.
• Kiểm soát độ cao: Bộ điều khiển bay sử dụng cảm biến đo độ cao và phong vũ biểu để kiểm soát độ cao của máy bay không người lái. Nó duy trì chiều cao không đổi bằng cách điều chỉnh tốc độ động cơ và lực nâng, cho phép điều động chính xác và ổn định.
• Chế độ bay: Bộ điều khiển bay cung cấp các chế độ bay khác nhau phục vụ cho các sở thích và cấp độ kỹ năng phi công khác nhau. Các chế độ này có thể bao gồm Chế độ thủ công, cho phép phi công kiểm soát hoàn toàn các chuyển động của máy bay không người lái hoặc Chế độ tự trị, trong đó máy bay không người lái đi theo các đường bay được lập trình sẵn hoặc thực hiện các nhiệm vụ cụ thể.

• Máy đo từ xa chuyến bay: Bộ điều khiển chuyến bay cung cấp dữ liệu đo từ xa theo thời gian thực cho phi công hoặc trạm mặt đất, bao gồm thông tin về điện áp pin, tọa độ GPS, độ cao, tốc độ, v.v. Dữ liệu này giúp người dùng theo dõi trạng thái của máy bay không người lái và đưa ra quyết định sáng suốt trong suốt chuyến bay.
• Cơ chế không an toàn: Bộ điều khiển bay kết hợp các tính năng không an toàn để đảm bảo an toàn cho máy bay không người lái trong trường hợp có sự kiện bất ngờ. Các tính năng này có thể bao gồm tự động trở về nhà, hạ cánh khẩn cấp hoặc các hành động được xác định trước khi mất tín hiệu hoặc pin sắp hết.
• Ghi nhật ký và phân tích chuyến bay: Nhiều bộ điều khiển bay có khả năng ghi lại dữ liệu chuyến bay, bao gồm đọc cảm biến, đầu vào của phi công và thông tin GPS. Dữ liệu này có thể được phân tích và sử dụng để khắc phục sự cố, tối ưu hóa hiệu suất và nâng cao các chuyến bay trong tương lai.
• Điều hướng và kiểm soát điểm tham chiếu: Bộ điều khiển chuyến bay được trang bị GPS có thể thực hiện các chức năng điều hướng như điều hướng điểm tham chiếu, trong đó máy bay không người lái đi theo tuyến đường được xác định trước hoặc chế độ điểm ưa thích (POI), nơi máy bay không người lái vòng quanh một vị trí cụ thể.
• Tính năng bay nâng cao: Tùy thuộc vào kiểu máy và chương trình cơ sở, bộ điều khiển máy bay có thể cung cấp các tính năng nâng cao như chế độ theo dõi tôi, điều khiển bằng cử chỉ, tránh chướng ngại vật, v.v. Những tính năng này tăng cường khả năng của máy bay không người lái và mở ra những khả năng mới cho chụp ảnh và quay phim trên không.

Các chức năng này cho phép kiểm soát chính xác, ổn định và linh hoạt, cho phép phi công lái máy bay không người lái đạt được hành vi bay mong muốn và thực hiện các thao tác phức tạp. Các bộ điều khiển máy bay khác nhau có thể cung cấp các phạm vi chức năng khác nhau, tùy thuộc vào phần cứng, chương trình cơ sở và tùy chọn tùy chỉnh của chúng.

Trên đây là những thông tin chi tiết về bộ điều khiển máy bay - Flight Controller mà VietDrone muốn chia sẻ đến bạn. Nếu bạn đang tìm kiếm một bộ điều khiển bay chất lượng với mức giá phù hợp, đừng ngần ngại liên hệ VietDrone ngay để được tư vấn và mua hàng nhanh chóng nhé!