Skip to main content

Оригінал: https://oscarliang.com/blackbox/

🫂Нижче машинний переклад оригіналу, Для VictoryDrones переклад вичитали: Наталя М, Oleg.

Як користуватись «чорною скринькою» у Betaflight: оцінка польоту FPV дрона та усунення несправностей

4 грудня 2025

У цьому посібнику я поясню, як увімкнути запис чорної скриньки у Betaflight, порекомендую налаштування запису, покажу, як користуватися Blackbox Explorer, і наведу приклади інтерпретації ключових графіків для базового налаштування та усунення несправностей FPV дрона під керуванням Betaflight.

Зміст

Що таке Betaflight Blackbox?​

Blackbox — це функція запису даних польоту в Betaflight. Журнал Blackbox фіксує основну інформацію, зокрема:

  • Команди стіків
  • Виміри гіроскопа
  • Відповіді ПІД-регулятора
  • Вихідні сигнали моторів
  • І багато іншого

Відтворюючи журнал польоту, ви можете аналізувати, чи веде себе квадрокоптер так, як очікується: чи точно він відстежує команди стіків, чи є перельот, відставання або досягнення меж моторів.

Це надзвичайно потужний інструмент для оцінки й налаштування FPV дрона, а також для діагностики несправностей.

Але налаштування за допомогою чорної скрині — аж ніяк не єдиний спосіб налаштувати дрон, перегляньте мої 10 простих кроків, щоб налаштувати дрон без Blackbox.

Ось повний посібник про те, як використовувати Blackbox для налаштування фільтрів і PID-регулятора [пропорційно-інтегрально-диференціальний регулятор] на дроні.

Вимоги до обладнання​

Щоб зробити запис у Blackbox, вашому польотному контролеру ("польотніку") потрібна мікросхема флеш-пам'яті або пристрій для запису на карту SD.

Якщо ні того, ні іншого немає — можна підключити зовнішній реєстратор (про це нижче).

Мікросхема флеш-пам'яті​

На цьому фото з лівого боку є чіп, де написано «Winbond» — це мікросхема флеш-пам'яті на 16 МБ, призначена для записів чорної скриньки Blackbox. Більшість польотних контролерів зараз мають вбудовану мікросхему флеш-пам'яті, тому додаткові налаштування не потрібні.

16 МБ зазвичай вистачає на 5–10 хвилин польоту залежно від швидкості запису. Цього достатньо для загального налаштування та діагностики — між польотами потрібно лише очищати журнали, щоб не закінчилось місце.

У верхній панелі Betaflight Configurator відображається, скільки пам'яті залишилось:

Слот для SD-картки​

Польотний контролер на наступному фото має роз'єм для SD-картки, призначений для Blackbox.

SD-картки зазвичай забагато для Blackbox — карти на 4 ГБ може вистачити на цілий рік, ще й залишиться. Але буде потрібна карта з досить високою швидкістю запису, і відформатуйте її у FAT32. 4 ГБ або більше — це належний розмір.

Зовнішній реєстратор (OpenLog)​

Якщо у польотного контролера немає ні флеш-чіпа, ні слота SD — можна підключити зовнішній пристрій, наприклад OpenLog, до вільного UART.

Налаштування:

  1. Підключіть OpenLog до вільного UART.
  2. У Betaflight Configurator → вкладка Порти, увімкніть Blackbox Logging на цьому UART.
  3. Натисніть Save & Reboot.

Придбати OpenLog на AliExpress: https://s.click.aliexpress.com/e/_c3RzhiAV

Налаштування запису Blackbox​

Перейдіть на вкладку Blackbox у Betaflight Configurator і виберіть відповідний пристрій запису:

  • Onboard Flash — якщо польотний контролер має вбудовану флеш-пам'ять
  • SD Card — якщо є слот для мікро-SD

1. Швидкість запису​

Установіть швидкість запису на 2 кГц (для гіроскопа BMI270 виберіть 1,6 кГц). 1 кГц достатньо для звичайного налаштування PID-регулятора — особисто я залишаю його на 2 кГц для зручності, однак ви можете заощадити пам'ять, вибравши повільнішу швидкість реєстрації.

2. Поля запису​

Вимкніть зайві поля даних, щоб зменшити розмір журналу. Для налаштування вони рідко потрібні:

  • Accelerometer — акселерометр
  • Attitude — орієнтація у просторі
  • RSSI — рівень сигналу
  • Altitude — висота
  • Magnetometer — магнітометр (компас)
  • Battery — акумулятор
  • GPS — GPS
  • Servo — сервопривід

3. Режим налагодження​

Щоб заощадити місце або спростити журнали, встановіть Debug Mode = NONE і зніміть позначку з debug logging.

Якщо потрібен глибший аналіз, встановіть Debug Mode = FFT_FREQ. Це записуватиме частоти, на яких динамічні notch-фільтри Betaflight відстежують вібрації рами — корисно для роботи з такими інструментами, як PIDToolbox.

Натисніть Save and Reboot.

На тій самій сторінці можна побачити, скільки місця залишилось для запису. Видаляйте запис перед кожним сеансом — коли пам'ять заповнюється, запис припиняється.

Як записувати журнали Blackbox​

Чорна скринька розпочне запис, щойно ви армуєте мотор, і припиниться, коли ви вимкнете його або коли пам'ять заповниться. Особисто я вважаю за краще запускати/зупиняти Blackbox перемикачем, коли захочу. Ви можете зробити це на вкладці Modes [Режими], вибравши канал AUX для «чорної скрині» Blackbox.

Збереження журналів Blackbox​

На вкладці Blackbox натисніть Activate Mass Storage Device Mode [Активуйте режим накопичувача] — на вашому комп'ютері з'явиться зовнішній диск. Скопіюйте файли Blackbox на свій комп'ютер. Цей спосіб набагато швидший і надійніший, ніж натискання кнопки «Зберегти флеш у файл…».

Ви побачите купу файлів чорної скриньки на диску. Зауважте, що останній файл «btfl_all.bbl» є просто комбінацією всіх ваших інших файлів запису чорної скриньки Blackbox. Якщо ви знаєте, який файл вам потрібний, ви можете просто проігнорувати «btfl_all.bbl», оскільки він зазвичай досить великий.

Порада: як створюються файли журналу​

Польотний контролер із вбудованою пам'яттю створить окремі файли в чорній скрині лише після циклу живлення. На один цикл живлення всі записи зберігаються в одному файлі. А SD-картка зберігає записи в окремих файлах щоразу, коли Blackbox активується (наприклад, армування/роззброєння) без вимикання живлення дрона.

І наостанок, якщо на тій самій LiPo ви кілька разів заармили і розармили свій дрон, то запис буде розділено на кілька частин. Ви можете отримати доступ до кожного польоту, зробленого на тій самій LiPo, користуючись меню у верхній частині правого стовпця в Blackbox Explorer.

Завантажити Blackbox Explorer​

Blackbox Explorer — це програмне забезпечення для перегляду записів чорної скриньки Blackbox.

Запустити онлайн (без встановлення): https://blackbox.betaflight.com/

Для офлайн-використання завантажте тут: https://github.com/betaflight/blackbox-log-viewer/releases/latest

Інтерфейс програми​

Клацніть піктограму Info [Інформація] (View Log Header [Переглянути заголовок журналу]) у верхньому лівому куті — він відображає всю конфігурацію Betaflight FC для поточного журналу.

Верхній лівий кут: орієнтація дрона та вихідні сигнали моторів​

У верхньому лівому куті графіка ви маєте зображення дрона — воно показує поточну орієнтацію та потужність моторів.

Верхній правий кут: команди стіків передавача​

У верхньому правому куті ви маєте поточні положення стіків. Це накладене зображення, і ви можете вимкнути його, якщо хочете.

Права колонка: вибір графіків​

У правій колонці можете вибрати, які графіки і записи ви хочете переглянути. Унизу над кнопкою Graph Setup [налаштування графіка] є параметри: можна вибрати Expo, щоб побачити записи з трохи вищою точністю, Smoothing [згладжування], щоб позбутися надмірної вібрації в записі, якщо вас просто цікавить середня тенденція запису.

Під графіком: часова шкала​

Під графіком є часова шкала з рівнями тяги протягом усього польоту.

Гарячі клавіші​

Для повного списку «гарячих» клавіш клацніть знак питання у верхньому правому куті.

Корисні «гарячі» клавіші:

Ізоляція ділянки журналу

  • Клавіші «I» і «O» дозволяють аналізувати запис частинами. Це особливо корисно для видалення частин зльоту та посадки, які потенційно можуть додати небажаний шум, що не цікавить наш аналіз.

Маркери

  • Клавіша «M» дозволяє розмістити маркер і виміряти час, що минув після цього маркера (а також частоту). Одним із корисних застосувань є визначення часової затримки між заданим значенням і гіроскопом.

Приховані «гарячі» клавіші (надзвичайно корисні)​

  1. Alt + стрілки ← або → переміщує між вибірками даних
  2. Shift + стрілки ← або → змінює масштаб перегляду з кроком 10%
  3. Alt + клацніть графік (в легенді) → вмикає лінії сітки
  4. Alt + клацніть групу записів → розбиває записи на окремі лінії
  5. (в аналізаторі спектру) Shift і переміщення курсора — вказує на точну частоту; клацніть лівою кнопкою миші, щоб створити маркер

Синхронізація відео з журналом Blackbox​

Якщо у вас є відео польоту, ви можете відобразити його у фоновому режимі в Blackbox Explorer під графіками.

Чи обов'язкова синхронізація?​

Синхронізація відео польоту не є обов'язковою, але вона полегшує розуміння того, що робить дрон, оскільки перегляд лише графіків може заплутати. Але вона може допомогти:

  • Візуалізувати коливання
  • Підтвердити наявність propwash
  • Побачити точний момент аварії
  • Порівняти реальний рух із командами стіків

Порада: завжди використовуйте сире, нестабілізоване відео. Бажано записувати відео з DVR — але ви також можете використовувати відеозйомку GoPro, якщо вона не стабілізована. Стабілізоване відео може приховати хитання, вібрації, перельоти та відскоки.

Вимоги до відео​

  • Тільки формат MP4
  • Стабілізація вимкнена (бажано)

Як синхронізувати відео та журнал​

Найкращий спосіб синхронізації — знайти місце, де ви робите перший рол або фліп.

  1. У журналі знайдіть момент початку кроку/фліпа.
  2. Натисніть клавішу M (маркер) у журналі, де ваш стік починає рухатися.
  3. Прокрутіть своє відео, доки не побачите момент, коли ви починаєте рол або фліп.
  4. Натисніть Alt + M — це синхронізує журнал і відео разом.

Тепер журнал і відео відтворюватимуться синхронно.

Які рухи виконувати для запису Blackbox​

Для усунення несправностей виконайте ті рухи, що відтворюють проблему.

Для налаштування:

  1. Зависніть у повітрі на кілька секунд, а потім рухайтесь вперед кілька секунд.
  2. Зробіть 2–3 різких прискорень, повільно нарощуйте тягу, перевірте коливання на різних рівнях тяги.
  3. Зробіть кілька різких обертів навколо трьох осей керування: оберт на 360° навколо осі тангажа, оберт на 360° навколо осі крену, оберт на 360° навколо осі рискання.

Переконайтесь, щоб ці рухи були відокремленими одне від одного, щоб не було скоординованості [прим. пер. ізольованість рухів потрібна для того, щоб вам було потім простіше розуміти дані в чорній скрині].

  1. Зробіть кілька швидких рухів стіком тяги, щоб перевірити опускання носа.
  2. Нарешті кілька split S (переворот на 180° навколо осі крену з послідуючим переворотом на 180° навколо осі тангажа) і крутих поворотів, щоб перевірити завихрення від пропелерів при різких стрибках потужності [propwash].
  3. Рівний політ без команд. На відкритому безпечному місці летіть вперед, не торкаючись стіків. Легкий вітер прийнятний; сильні пориви вносять шум у дані. Добре для оцінки стабільності та I-коефіцієнта.

Уникайте хаотичного польоту або просто зависання. Такі журнали містять дуже мало корисної інформації. Потрібні чіткі, виразні, повторювані команди стіків (ступінчасті вхідні сигнали), щоб чітко побачити реакцію дрона.

Які графіки переглядати?​

Це залежить від того, що ви намагаєтесь полагодити, але для загального налаштування я здебільшого використовую «робоче середовище». Робоче середовище у Blackbox Explorer — це набір попередньо налаштованих графіків і зображень.

Ви можете завантажити моє робоче середовище тут (17 KB):

https://drive.google.com/file/d/123jl99VpY8j1-Q7HyY_OR3kw8WtCk8t0/view?usp=sharing

Або можете завантажити мій журнал чорної скриньки, щоб спробувати — в мене дрон 4S 5″ Freestyle FPV (5,5 МБ):

https://drive.google.com/file/d/1zarNkFDwxzKRsfbaEa_JKAg7UPtCJlam/view?usp=sharing

Перемикання між робочими середовищами​

Використовуйте цифрові клавіші 1–9 або випадне меню для перемикання між робочими середовищами, якщо завантажено кілька шаблонів.

Фокус на конкретній групі графіків​

Щоб зосередитися на певній групі графічних зображень, клацніть назву групи. Це сховає усі інші групи графіка. Щоб повернутися назад до початкового вигляду, просто натисніть 0 на клавіатурі.

Наприклад, якщо ви натиснете на [-] Нахил (Roll), ви перейдете до такого вигляду:

Як читати та розуміти графіки​

Ось так виглядають графіки в ролі/фліпі. Курсор по центру графіка нахилу, і в легенді ви бачите, що гіроскоп повідомляє про 703 °/с, що відповідає максимальній кутовій швидкості, встановленій у Rateprofile.

І ви можете побачити, як P, I, D і Feedforward [Упередження] виконують свою роботу під час переміщення. Я досі пам'ятаю, як я був зачарований, коли вперше почав використовувати Чорну скриню.

І ось різкий рух вгору — ви бачите, що потужність мотора (дуже безладні лінії) нарощується разом із тягою (червона лінія).

Примітка. Мотор 1 (світло-зелений) переходить у насичення (досягає 100%) раніше всіх інших моторів, навіть до того, як тяга досягне 100%. Це може бути ознакою нерівномірного розподілу маси дрона, можливо, його хвіст важкий, оскільки Мотор-1 є заднім лівим. Або, можливо, цей мотор не виробляє таку тягу, як інші мотори, і потребує подальшого дослідження.

Сподіваюся, ви розумієте, чому Blackbox такий цікавий і корисний інструмент :)

Як аналізувати шум?​

Ви можете перевірити рівень шуму будь-яких графіків — особливо нас цікавлять гіроскоп і D-коефіцієнт.

Натисніть кнопку View Analyzer Display [Переглянути дисплей аналізатора] на панелі меню, потім виберіть в легенді графік, який потрібно проаналізувати, а потім натисніть Zoom Analyzer Window [Збільшити вікно аналізатора].

Аналіз шуму не включений у цей базовий підручник, але детально розглянутий тут: https://oscarliang.com/pid-filter-tuning-blackbox/

Щоб побачити точну частоту, натисніть SHIFT і перемістіть курсор, клацніть лівою кнопкою миші, щоб створити маркер.

У верхньому лівому меню ви можете перейти до іншого типу графіка — співвідношення частоти і тяги.

Приклади​

Я покажу вам кілька прикладів використання журналів Blackbox для загального налаштування та усунення несправностей.

Як добре дрон відстежує команди стіків?​

Два найважливіших графіки для оцінки якості керування:

  • Setpoint — задане значення - те, що ми хочемо, щоб дрон робив (тобто команда стіка після RC smoothing)
  • Gyro — дані гіроскопа - те, що дрон насправді робить

Порівнюючи ці два графіки, можна швидко оцінити, наскільки точно квадрокоптер реагує на команди.

Ідеальне відстеження​

Важлива мета налаштування — зробити дрон керованим і точним. В ідеальному світі лінія Gyro лежить прямо поверх Setpoint. На практиці це фізично неможливо — моторам потрібен час для розгону та гальмування — але чим ближче вони, тим більш «зафіксованим», точним і чуйним відчувається дрон.

ПІД — це баланс​

Якщо гіроскоп відстає від setpoint — спробуйте збільшити Feedforward або P. Якщо є перельот — D-коефіцієнт допоможе його пригасити. Але якщо D задано надто велике — це може посилити наявний шум і погіршити польот або навіть призвести до перегріву моторів. Тому потрібен баланс між цими коефіцієнтами.

Коли ПІД не допомагає​

Якщо збільшення Feedforward або P не наближає гіроскоп до setpoint — перевірте графіки моторів: чи не досягли вони обмежень. Якщо вони вже на 100% — дрон досяг фізичної межі, і далі продуктивність не підвищити. Якщо гіроскоп значно відстає від setpoint, а мотори вже насичені — це ознака недостатнього крутного моменту: для покращення продуктивності, мабуть, доведеться замінити мотори.

Коли зупинитися з налаштуванням ПІД​

Дрон добре налаштований, якщо гіроскоп у Blackbox щільно слідує за setpoint із мінімальним перельотом. На цьому етапі подальші зміни PID — лише питання особистих відчуттів, а не суттєвого приросту продуктивності. Можна трохи посунути Master slider вгору/вниз для більшої/меншої гостроти, але якщо переборщити — під час фліпів і при великій тязі з'явиться флаттер/коливання і перегрів моторів.

Вимірювання затримки фільтра гіроскопа​

У графіках Blackbox Gyro_Scaled [нефільтровані дані гіроскопу] — це необроблені дані гіроскопа (більш шумні), а Gyro [дані гіроскопу] — це відфільтровані дані гіроскопа (більш плавні, але із затримкою).

Можна заміряти різницю в часі між цими двома лініями — і побачити якою є затримка, спричинена фільтрацією гіроскопа.

Натисніть клавішу «M», щоб створити маркер. Збільшіть масштаб для кращої точності.

Коефіцієнт P зависокий або коефіцієнт D занизький​

Щоб досягти зникнення коливань, P та D повинні бути в хорошому співвідношенні. [PID: пропорційний-інтегральний-диференціальний]

Коли P зависоке (або D занизьке), P буде спричиняти перельот або в гірших випадках навіть коливання, коли ви рухаєте стік, і ці рухи можуть потрапити на запис гіроскопа. Щоб виправити це, ви можете збільшити D або зменшити P.

Надмірний коефіцієнт "І" викликає перельот​

Не тільки надмірний коефіцієнт "Р" може спричинити перельот. "І" теж може це зробити, але перельот відбувається повільніше, як ви бачите тут.

Занадто високе упередження [анг. Feedforward]​

Упередження може допомогти гіроскопу краще відстежувати задане значення, але занадто багато упередження може спричинити перельот. У цьому випадку ви можете побачити, як лінія гіроскопа рухається до заданого значення — це фактично змушує P і D рухатися в протилежному напрямку стіка, щоб спробувати уповільнити гіроскоп.

Самотурбулентність [анг. Propwash]​

Ось так виглядає реакція дрона самоспричинену турбулентність. Коли деякі з двигунів переходять у режим насичення (працюють на 100%) протягом кількох мілісекунд — це значить, що ваш дрон працює якнайкраще, щоб протистояти коливанням від реакції дрона на турбулентність при різких стрибках потужності, і це добре!

Вимірювання частоти пакетів від пульта [анг. RC Link packet rate]​

Команди пульту мають сходинки [прим. пер. — положення стіків передаються дискретно, кожна сходинка відповідає переданому значенню положення стіків в цей момент] — кожен крок є окремим набором даних про положення стіків. Шляхом вимірювання часу між сходинками ви отримуєте швидкість передачі набору даних (у Гц) радіоканалу пульта.

Натисніть клавішу «M», щоб створити маркер. Збільшіть масштаб для підвищення точності.

Або проаналізуйте графік шуму. Частота кроку буде показана як пік шуму в командах пульту RC. Іноді він може бути неточним на пару Гц.

ПІД-регулятор і коливання упередження, спричинені стіком​

Коли ви робите повне відхилення стіка і відпускаєте його, він може швидко повертатись і проскакувати центральну точку, викликаючи дзвінкі коливання в упередженні та PID. Тому під час польоту потрібно весь час тримати пальці на стіках.

Режим «Антигравітація» [Anti Gravity]​

Дрони можуть входити у раптове піке під час швидких змін тяги, якщо коефіцієнт "І" низький. Режим Anti Gravity може посилити "I" під час цих екстремальних рухів, щоб краще стабілізувати дрон.

Якщо один мотор працює активніше за інші​

Якщо під час зависання один мотор працює активніше за інші, зазвичай це вказує на проблему ESC [електронний контролер швидкості, «регуль»] або мотора. Спробуйте поміняти місцями мотори. У цьому прикладі виникла проблема з мотором 1, тому після заміни мотора, якщо проблема з мотором 1 все ще виникає — то це «регуль» ESC.

Розсинхронізація ESC​

Розсинхронізація ESC відбувається, коли один із моторів зупиняється (перестає обертатися і виробляти тягу), через що дрон командує цьому мотору крутитися сильніше, і сигнал досягає максимальних 100%. Як виправити розсинхронізацію ESC: https://oscarliang.com/fix-esc-desync/

Перевірка згладжування команд - RC Smoothing​

Щоб перевірити, чи радіоканал плавний і чуйний, перегляньте ці графіки:

  • RC Command - команда керування: сирі вхідні дані від радіоканалу; при русі стіків мають показувати рівномірні дрібні кроки

  • Setpoint - задане значення: відфільтровані RC-команди; має бути плавним без кроків, якщо RC smoothing працює

  • Feedforward - упередження: теж має бути плавним; якщо є сплески — це може бути наслідком занадто «ступінчастого» setpoint через недостатній RC smoothing

Якщо використовуєте Crossfire або протокол із динамічною частотою пакетів — можуть з'являтися нерівномірні кроки RC. У цьому випадку встановіть фіксовану частоту пакетів у передавачі або збільшіть налаштування RC smoothing у Betaflight.

Більше порад щодо Blackbox​

Я планую додати більше прикладів усунення несправностей за допомогою Blackbox — напишіть у коментарях, які приклади журналів Blackbox ви хочете побачити.

Висновок​

Blackbox — один із найпотужніших інструментів у Betaflight, і щойно ви навчитеся ним користуватися, налаштування та діагностика FPV дрона стануть набагато передбачуванішими і менш загадковими. Замість того щоб покладатися виключно на «відчуття», здогадки або хаотичні зміни PID, Blackbox дозволяє побачити саме те, що робить квадрокоптер: наскільки точно він відстежує команди, звідки надходить шум, чи насичені мотори, і як взаємодіють PID-коефіцієнти у реальному польоті.

Історія змін​

  • Жовтень 2022 — посібник опублікований

  • Грудень 2025 — оновлено для Betaflight версії 2025.12.0