STM32 F1, F3 und F4 Flugsteuerung

STM32 F1, F3 und F4 Flugsteuerung
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Viele FPV Racer und Multikopterpiloten fliegen Flugsteuerungen mit dem STM32 Chip. Dazu zählen Naze32, CC3D, SP Racing F3 oder auch EMAX Skyline32.
Doch was bedeutet eigentlich F3 oder F1?

STM32 F1 F3 F4

Was bedeutet F1, F3 oder F4?

Alle oben genannten Flugsteuerungen basieren auf dem STM32 Chip von europäischen Halbleiterhersteller STMicroelectronics. Diesen Chip findet man in unzähligen Elektronischen Geräten wieder, wie Entwicklerplatinen, Displaysteuerungen oder eben in Flugsteuerungen. Der STM32 ist eine 32-Bit ARM CPU und es gibt ihn in verschiedenen Versionen, Bauformen und Größen.
Die Versionen F1, F3 und F4 bezeichnen die Version des STM32 Chips. F1 und F3 haben die selbe Rechenleistung. Die F4 Version hat 2,5x soviel Rechenleistung wie die F1 Version.

Welche Flugsteuerungen haben welchen Prozessor?

STRM32 F1 72MHz

STRM32 F3 72MHz

STRM32 F4 180MHz

Unterschied zwischen F1 und F3 Flugsteuerungen:

Vorteile der F3 Steuerungen gegenüber der F1

  • Selbe Prozessorgeschwindigkeit von 72Mhz aber bessere Gleitkommazahlberechnung dank FPU
  • einen zusätzlichen UART Port
  • hardware Invertierung des UARTS (S-Bus kann direkt angeschlossen werden)

Floating Point und Looptime

Bei Flugsteuerungen kommt es am meisten auf die sog. Looptime an. Grobgesagt ist die Looptime die Zeit einer Schleife, in der frische Daten an den Prozessor geschickt werden und eine Berechnung durchgeführt wird. Je niedriger die Looptime ist, desto schneller kann zum Beispiel auf Veränderungen der Fluglage reagiert werden wenn man im Angle/Horizon Mode fliegt. Berechnungen wie steuerbare LEDs, GPS, Waypoints oder die Auswertung von Barometer benötigen Rechenleistung. All diese Berechnungen gehen zulasten der Looptime.

Dadurch, dass die F3 Gleitkommazahlen schneller berechnen kann, ist hier der Vorteil zu der F1 Version zu sehen. Diesen Vorteil kann die Flugsteuerung aber nur dann nutzten, wenn man mit dem PID Controller 2 (Luxfloat) fliegt. In diesem PID Controller werden die Berechnungen mit Gleitkommazahlen (englisch floating point number) errechnet. Wer mehr über Luxfloat wissen möchte, kann das hier nachlesen.

Viele von euch kennen sicherlich Betaflight. In dieser Betaversion von Cleanflight wurde sehr viel optimiert und abgeändert, sodass selbst auf einem F1 Board sehr schnelle Looptimes erreicht wurden. F3 Boards auf Luxfloat würden dies auch ohne Betaflight schaffen, deswegen gibt es derzeit keinen großen Vorteil auf ein F3 Board zu wechseln wenn man Betaflight nutzt.

UART

Ein weiterer Vorteil ist die zusätzliche UART Schnittstelle. Somit sind 3 UART Schnittstellen nutzbar mit denen Anwendungen wie die Blackbox, SBUs und OSD gleichzeitig genutzt werden können. Außerdem kann man nun ohne zusätzliche Hardware S-Bus nutzten. Man benötigt keinen Inverter.

Und was ist mit F4?

Die F4 Steuerungen, wie die Sparky V2, haben massig Rechenleistung (180Mhz) zu bieten. Diese Flugsteuerungen eigenen sich super für autonomes Fliegen oder Waypoints mit viel zusätzlich angeschlossener Peripherie. FPV Racer können sicherlich F4 Steuerungen nutzten, es bringt ihnen aber nicht wirklich Vorteile da in der Regel sowieso manuell geflogen wird und genug Rechenleistung vorhanden ist.

Welchen Flugcontroller soll ich nun nutzten?

Wenn du mit Betaflight auf einem F1 zufrieden bist, dann bleib dabei. Derzeit würde ich also nicht auf den Zug aufspringen und eine teurere F3 Steuerung kaufen. Es gibt einfach keine wirklichen Vorteile gegenüber der „alten“ F1 Steuerungen. Ein Vorteil kann natürlich sein, dass die meisten F3 Steuerungen ein frisches Hardwarelayout haben und sich dadurch bessere Anschlussmöglichkeiten bieten. Den Mehrpreis der F3 Steuerung ist außerdem auch an den Haaren herbeigezogen, da der Chip nur wenig mehr kostet als ein F1. Man weiß natürlich nicht, was die Zukunft an neuen tollen Features bringt und was an Rechenleistung benötigt wird.

 

 

 

 


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13 Antworten

  1. Andreas sagt:

    Es gibt auch noch eine „Sunrise Hyperlite“ Flugsteuerung mit F4 Prozessor. Vielleicht magst die ja noch in deine Liste aufnehmen?
    Info: https://www.flyingmachines.de/Sunrise-Hyperlite-F4-Flugsteuerung

  2. Daniel sagt:

    Du führst hier die Sparky als F4 Steuerung. Klickt man jedoch auf den Link und schaut auf die Bilder, ist es ein F3 Chip.

  3. Wagner Patrick sagt:

    Hi hast du eine Idee wie ein SP Resete

    Anhang:

  4. Robschii sagt:

    Ich kann doch auch s.bus an den Cc3d direkt anschließen. Du schreibst das ginge nur bei F3. Verwechsel ich was.

    • Phil Phil sagt:

      Das CC3D hat einen zusätzlichen Inverter verbaut, das würde bei allen F3 Boards dann wegfallen. 😉
      Einige F1 Boaards, wie deine CC3D haben den Inverter trotzdem. Die Naze32 rev5 aber zum Beispiel nicht.

  5. Bane sagt:

    schön kurz und knackig zusammengefasst, sehr schön, danke dafür 😉

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