Controlador de vuelo F1, F3, F4, F7

Procesador Velocidad del
procesador
No. de UART
en FC
Memoria
flash*
F1
(STM32F103CBT6)
72MHz 2 128 KB
F3
(STM32F303CCT6)
72MHz 3 256 KB
F4
(STM32F405RGT6)
168MHz 3 1MB
F7
(STM32F745VG)
216MHz 8 1MB

El procesador es el cerebro de un controlador de vuelo (FC). Actualmente F1, F3, F4, F7 y H7 son los diferentes procesadores STM32 que encontramos (también conocidos como MCU – Unidad de microcontrolador).

F1

El primer controlador de vuelo de 32 bits utilizado en un mini quad fue el CC3D que tenía el procesador F1.

Tiene la potencia de procesamiento más baja de los STM MCU utilizados en los controladores de vuelo. Está obsoleto porque Betaflight finalizó el soporte en 2017 debido a sus limitaciones de hardware.

F1 bien conocidos serían CC3D, Naze32 Rev5 y Rev6 , y Flip32.

F3

Los procesadores F3 se presentaron en 2014 con una velocidad de procesador igual a las F1 pero con mayor capacidad de memoria flash (el doble) y mayor número de UARTs (1 más).

FC populares X-Racer , Betaflight F3 y el KISS FC V1 .

F1 vs F3

  • Velocidad de reloj similar, pero el F3 tiene hardware adicional para mejorar su capacidad sobre el F1, es decir, la unidad de (FPU) dedicada que permite un cálculo más rápido.
  • F1 solo tienen 2 UART en comparación con los 3 ofrecidos por un F3. Además, y posiblemente lo más importante, la serie F3 proporciona un puerto USB dedicado.
  • Todos los UART en un procesador F3 tienen inversión nativa, lo que significa que puede ejecutar SBUS y Smart Port directamente sin realizar ningún «hack de no inversión»
  • Los F3 ofrecen más funciones que los F1, y generalmente están mejor pensados ​​con un diseño optimizado para multirotor.

F4

F4 se introdujeron poco después del F3, y ganaron popularidad gracias a su ventaja de potencia de procesamiento (168MHz) y memoria flash (1MB ).

Se pueden encontrar en todas las grandes marcas del mercado FC de hoy en día, Kiss, Betaflight, Dys, Hobbywing, iFlight…

F4 vs F3

  • La velocidad de procesamiento del procesador F4 es más del doble que la de F1 y F3 (72MHz), también tiene una FPU dedicada como la F3.
  • F3 generalmente están limitados a 3 UARTs, pero algunos F4 FC pueden ofrecer hasta 5 UARTs.
  • La característica de Betaflight, «Filtro dinámico», requiere mucho trabajo para un procesador, la F4 con su mayor velocidad de procesamiento le da mucha ventaja sobre la F3.

A día de hoy son las F4 las que se usan habitualmente en el mundo multirotor.

F7

F7 es la última generación de MCU. Los F7 se están apoderando lentamente del mercado, veremos el proximo año 2020 como se irán implementando dichas FC en la gran mayoría de drones.

Ventajas F7 sobre F4

  • F7 es un procesador más rápido (216MHz frente a 168MHz de F4)
  • F7 es una mejor plataforma para el futuro desarrollo de firmware de vuelo, lo que permite a los desarrolladores optimizar aún más los algoritmos del controlador de vuelo
  • Las F7 permiten más UART, todas con capacidad de inversión de señal incorporada. Teniendo en cuenta todos los periféricos que podemos usar hoy en día: receptor serie, OSD, SmartAudio, SmartPort Telemetry, GPS, control de cámara, etc., cuanto más UARTs… mejor

F7 es lo suficientemente rápido como para manejar 32KHz Looptime sin overclocking como pasaba con las F4.

El tiempo de bucle también está limitado por el tipo de giroscopio (IMU) y su velocidad máxima de muestreo. MPU6000 tiene una frecuencia de muestreo máxima de 8KHz. Si queremos usar 32KHz, tendríamos que tener IMU con una frecuencia de muestreo máxima más alta.

Los grandes fabricantes decidieron poner dos giroscopios diferentes en sus controladores de vuelo F7. Uno es el giroscopio probado de bajo ruido como el MPU6000, y el otro es un giroscopio más rápido que puede hacer 32KHz como el ICM-20602. Esto le permite al piloto elegir el giroscopio que quiera usar.

Conclusión

Partiendo de la base de que F3 es mejor que F1 y F4 es mejor que F3… a día de hoy ¿compensa comprar F7 que cómo hemos visto es mejor que F4?

A grandes rasgos:

Si queremos 32KHz Looptime, deberemos comprar la F7,

Si necesitamos más UART, deberemos comprar la F7, porque en general, las F7 tienen bastantes más UARTs que las F4.

Si usas Frsky, deberemos comprar la F7, porque todos los UART admiten señales invertidas como SBUS y SmartPort. Es más fácil configurarlos que en la F4.

La diferencia de precio entre F4 y F7 no es muy grande, 10/15€ aproximadante, en cambio sabemos que las F7 son el futuro inmediato, así que todo dependerá de si queremos tener lo último en FC o esperar un poco más.

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