Betaflight | Что такое Air Mode?

Air Mode — это функция в полётных контроллерах квадрокоптеров, которая обеспечивает полную стабилизацию даже при нулевом газе, как если бы дрон всегда находился в полёте. Этот режим особенно полезен для фристайла, акробатики и полётов в нестандартных положениях (например, вверх ногами).

Почему появился Air Mode?

Раньше считалось, что при низком или нулевом газе квадрокоптер находится на земле, и стабилизация ему не нужна. Однако с развитием мини-квадрокоптеров и 3D-пилотирования стало ясно, что это не так — пилоты часто летают на очень низкой тяге или даже с нулевым газом (например, в режиме висения вниз головой).

Первоначально для улучшения стабилизации использовали Idle Up (дополнительный переключатель, слегка поднимающий обороты моторов). Но это было неидеальное решение, так как:

• Терялась часть нижнего диапазона газа.

• Стабилизация всё равно работала не в полную силу.

Как работает Air Mode?

Air Mode отказывается от старой логики и использует умный алгоритм микширования:

• Контроллер всегда считает, что квадрокоптер в воздухе, и применяет полную коррекцию (P, I, D) даже при нулевой тяге.

• Выходные сигналы PID масштабируются с учётом доступного диапазона мощности моторов, что даёт быструю и точную реакцию на отклонения.

Особенности и важные нюансы

1. После арминга моторы могут начать вращаться (если стики не в нуле).

   • Защита: если газ на минимуме, а стики элерона/тангажа в центре, контроллер понимает, что дрон на земле, и не раскручивает моторы.

2. После взлёта квадрокоптер «запоминает», что он в воздухе.

   • Даже если быстро посадить его, моторы могут снова раскрутиться при попытке стабилизации.

   • Чтобы избежать этого:

     • Disarm (отключить моторы).

     • Или удерживать газ внизу, а стики элерона/тангажа — в центре.

Air Mode — это современная замена Idle Up, которая даёт:
✔ Полную стабилизацию на любом уровне газа (даже на нуле).
✔ Лучшую управляемость в сложных режимах полёта.
✔ Более плавную и точную реакцию на команды.

Но требует внимательности при посадке, так как моторы могут оставаться активными.

Краткое объяснение от ctzsnooze: в чём разница между Air Mode и PID_at_min_throttle?

Представим, что у вас включена функция PID_at_min_throttle. Вы опускаете газ до нуля — все моторы работают на минимальных оборотах (min_throttle). Затем вы резко двигаете стик крена вправо.

• Левые два мотора увеличивают обороты — это помогает начать поворот вправо.
• Правые два мотора должны были бы замедлиться, чтобы усилить дифференциал и ускорить поворот… но они уже на минимальных оборотах и не могут замедлиться дальше.

В результате — только левые моторы вносят вклад в поворот. Это делает реакцию медленной и вялой.

Сравнение: поворот на среднем газе

Теперь выполним тот же поворот вправо, но на среднем уровне газа (hover throttle). PID-регулятор запрашивает ту же величину коррекции, что и в предыдущем случае.

• Левые моторы ускоряются так же, как и раньше.
• Правые моторы замедляются ниже средних оборотов — и это возможно, потому что у них есть запас вниз.

Результат: дифференциал между сторонами больше — поворот получается быстрее и чётче.

Почему раньше поворот на нулевом газе был медленнее?

Даже если были включены Idle Up или PID_at_min_throttle, система не могла компенсировать тот факт, что моторы не могут вращаться медленнее min_throttle. Поэтому:

Поворот при среднем газе всегда был быстрее, чем при нулевом.

Что делает Air Mode?

Air Mode решает эту проблему. Как только микшер определяет, что один или несколько моторов достигли min_throttle (или max_throttle), он автоматически увеличивает обороты противоположных моторов сильнее, чтобы сохранить тот же дифференциал, который был бы при среднем газе.

Таким образом, скорость поворота (roll rate) остаётся одинаковой — независимо от того, летите ли вы на среднем газе или на нулевом.

Ключевое отличие Air Mode от PID_at_min_throttle

Как включить Air Mode в Betaflight

Air Mode — важная функция в прошивках вроде Betaflight, которая обеспечивает полную стабилизацию даже при нулевом газе. Ниже — подробная инструкция по её настройке и использованию.

Способы включения Air Mode

Метод 1: Использование трёхпозиционного переключателя

Вы можете назначить Air Mode на 3-позиционный переключатель на вашем пульте:

Метод 2: Постоянное включение Air Mode

Если вы хотите, чтобы Air Mode был включён всегда после арминга:

1. Откройте Betaflight Configurator.
2. Перейдите на вкладку Modes (Режимы).
3. Найдите событие Air Mode в списке.
4. Нажмите на поле назначения и выберите нужный канал (например, AUX1).
5. Перетащите ползунок так, чтобы он охватывал весь диапазон — от 1000 до 2000.

Теперь Air Mode будет активен постоянно, как только вы включите квадрокоптер.

Настройка min_throttle и min_check

Рекомендации от Бориса (разработчика Betaflight)

Установите min_throttle как можно ниже, при котором моторы всегда надёжно вращаются. Также рекомендую использовать полный диапазон газа: 1000–2000.

Как подобрать правильное значение min_throttle

1. Зайдите во вкладку Motors в Betaflight Configurator.
2. Медленно увеличивайте значение min_throttle, пока все 4 мотора не начнут стабильно вращаться без подёргивания.
3. К найденному значению добавьте 10 единиц.
4. Для маломощных моторов (например, 1306 3100KV) — добавьте 15–20, так как они слабее на низких оборотах.

Проблема: Десинхронизация ESC

Некоторые ESC (электронные регуляторы скорости) могут десинхронизироваться, если резко подать газ с нуля при очень низком min_throttle.

Решение: Увеличьте min_throttle на 20–40, пока проблема не исчезнет.

Что такое min_check?

min_check — это минимальное значение сигнала газа, которое полётный контроллер принимает как ноль.

• Если min_check = 1100, а ваш пульт отправляет 1000, квадрокоптер уже воспринимает это как небольшой газ.
• Чем ниже min_check, тем ниже вы можете опустить газ в Air Mode.

Рекомендация: Установите min_check немного выше 1000 (например, 1015 или 1020), чтобы избежать ложного срабатывания, но сохранить полный диапазон управления.

Типичная процедура полёта с Air Mode

1. Подключите батарею и дождитесь окончания калибровки гироскопа (3 звуковых сигнала).
2. Армируйте квадрокоптер (моторы начнут вращаться на min_throttle).
3. Включите Air Mode (через переключатель) — теперь стабилизация работает полностью, без накопления I-члена на земле.
4. Взлетайте и летайте — моторы не остановятся даже при нулевом стике газа.
5. Приземлитесь и разармьтесь.

Важно: Motor Stop и Air Mode

Функция Motor Stop (остановка моторов при нулевом газе) будет игнорироваться, как только Air Mode активирован. Моторы будут вращаться минимум на min_throttle.

 Что такое Idle Up?

Idle Up — это режим работы двигателя, первоначально появившийся в радиоуправляемых вертолётах, но позже ставший важным понятием и в мире квадрокоптеров, особенно в контексте настройки полёта и управления.

Что означает Idle Up?

Слово Idle означает "холостой ход", а Up — "включённый" или "активный". То есть Idle Up — это режим активного холостого хода, при котором двигатель работает на постоянных, повышенных оборотах, даже если пилот не даёт газа. Это позволяет:

• Быстро реагировать на движения ручек управления.
• Выполнять акробатические фигуры (вращения, перевороты, зависания вверх ногами).
• Поддерживать стабильную работу гироскопов и системы управления.

В вертолётах

В радиоуправляемых вертолётах Idle Up — это обязательный режим для выполнения 3D-манёвров (вращения, штопор, полёты вверх ногами). В этом режиме:

• Двигатель работает на высоких оборотах даже при нулевом газе.
• Пилот может резко подать газ в любой момент.
• Шаг несущего винта изменяется независимо от оборотов двигателя (в отличие от нормального режима).

Часто используется переключатель на пульте, чтобы быстро переключаться между "Normal" (обычный режим) и "Idle Up" (акробатический режим).

В квадрокоптерах (и Betaflight)

В мире квадрокоптеров нет физического холостого хода в классическом смысле, но термин Idle Up стал использоваться в переносном смысле:

Idle Up в квадрокоптерах — это настройка, при которой система стабилизации (PID) продолжает работать на полную мощность даже при нулевом или очень низком газе.

Проблема:
По умолчанию, многие полётные контроллеры (например, Betaflight) отключают или ослабляют PID-регулирование при низком газе, потому что считают: "Если газ низкий — значит, мы на земле, стабилизация не нужна".

Но при фристайле или акробатике:

• Вы можете быть в воздухе, но с газом на нуле (например, во время переворота).
• И если PID засыпает, квадрокоптер теряет контроль, становится вялым и нестабильным.

Решение:
Пилоты начали использовать переключатель на пульте, чтобы вручную активировать режим, при котором:

• PID работает всегда.
• Моторы могут включаться даже при нулевом газе.
• Квадрокоптер всегда готов к действию.

Этот режим и стали называть включить Idle Up, хотя технически это просто активация полной стабилизации при нулевом газе.

Air Mode — это цифровая замена Idle Up

Разработчики Betaflight (включая Бориса, как в вашем тексте) поняли, что не все пульты могут поддерживать такой переключатель. Поэтому они создали Air Mode — автоматический аналог Idle Up.

Air Mode делает то же, что и Idle Up, но умнее:

• PID всегда активен, если квадрокоптер считает, что он в воздухе.
• Нет нужды в дополнительном переключателе.
• Система сама решает, когда включать полную стабилизацию.

• Airmode в Betaflight для улучшенных акробатических полетов