Anleitung: ESCs mit SimonK Firmware flashen

In der Multicopterwelt hat sich in den letzten Jahren viel getan. Eine grundlegende Entwicklung war die immer steigenden Verfügbarkeit von alternativer Software für ESCs (Electronic Speed Controllers) / BL-Regler, welche das Ansprechverhalten der Motoren verbessert und somit die gesamte Flugerfahrung auf ein neues Niveau anhebt.

In dieser kurzen Anleitung beschreibe ich, wie man seinen Regler mit der SimonK Firmware flasht.

Ich habe länger überlegt, ob ein weiterer Bericht zum Thema ESC/Regler flashen mit SimonK Firmware* überhaupt nötig ist. Immerhin ist das Internet voll damit, auch wenn Anleitungen und Diskussion meist in englisch verfasst sind.

Ich hoffe mit dieser Anleitungen deshalb allen unter euch helfen zu können, die sich gerne auf Deutsch über Dinge informieren. Für alle, die ihre eigene SimonK Firmware kompilieren möchten, hier geht es zum SimonK Firmware Guide.

Vorbereitung

Um seine Regler mit der genialen SimonK Software auszurüsten, ist ein wenig Vorbereitung nötig. Zum einen ist es essenziell sich darüber zu informieren, ob die eigenen ESCs mit der alternativen Firmware bespielt werden können. Dazu gibt es eine stätig aktuell gehaltene Liste, welche als Google Dokument ausgeführt ist.

Mit der Firmware von Simon Kirby lassen sich generell nur Regler flashen, die über einen Atmega Chip verfügen. Die Liste ist deshalb in zwei Teile separiert. Alle rot unterlegten Einträge stellen ESC-Modelle mit Atmega Chip dar, die grünen Einträge beschreiben ESCs mit SiLabs Chip.

Letztere sind nicht dazu geeignet mit SimonK Firmware geflasht zu werden. Dafür kann an dieser Stelle auf die Alternative mit der Bezeichnung BLHeli zurückgegriffen werden. Wir wollen uns hier jedoch ausschließlich auf ESCs konzentrieren, die mit einem Atmega Chipsatz arbeiten.

Alle kompatiblen Regler sind in der Liste aufgeführt. Ist der eigene Regler identifiziert, hilft ein Klick auf die Links in den Spalten „Front“ und „Back“ weiter, um das Layout zu verifizieren und die Pin-Belegung abzulesen. Diese wird benötigt, um den Regler im nächsten Schritt mit dem Computer zu verbinden.

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Was wird benötigt?

Um ESCs mit SimonK flashen zu können sind folgenden Dinge von Nöten:

USBASP Programmiergerät* für Atmega Chips (Kostenpunkt etwa 10 Euro. Leicht über eBay zu beziehen. Es ist darauf zu achten, dass das USBASP ein Bordlayout aufweist, dass drei Jumperflächen mit den Bezeichnungen JP1, JP2, JP3 aufweist, damit maximale Kompatibilität gewährleistet ist.)

Adapterkabel (Um die Pins auf dem Regler zu erreichen, ist in den meisten Fällen etwas Eigeninitiative angesagt. In den meisten Fällen lässt sich ein passender Adapter aus einer Kontaktstiftleiste einfach selber biegen. Servolitze* stellt den Kontakt zum Programmiergerät her.)

Software (KK Multicopter Flashtool sowie USBASP Treiber für Windows Systeme)

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Vorbereiten der ESCs

Anhand der in der Liste zur Verfügung gestellten Bilder aller Regler, kann man, wenn gewünscht, den Schrumpfschlauch auch nur punktuell entfernen, um an die Kontakte zum Verbinden des Programmiergerätes zu kommen. In meinem Fall habe ich den Schrumpfschlauch komplett entfernt, da noch weitere Veränderungen anstanden (neue Kabel). Hat man die Kontakte (Pads) freigelegt, kann es weitergehen.

Da sechs Kontakte zur Kommunikation mit dem Chip des Reglers* benutzt werden, muss man sich anschließen noch ein Adapterkabel bauen. Ich habe dazu eine sechspolige Stiftleiste entsprechend der Abstände der Pads auf dem Regler gebogen und mit sechs Servokabeln (samt Steckern)* verbunden.

Da der Flashvorgang innerhalb von Sekunden beendet ist, reicht es, den Adapter mit der Hand auf die Kontakte zu drücken (aber NICHT verrutschen!). Nicht alle Regler haben eine schöne Pad-Leiste. Teils ist auch das Anlöten* von Kabel an verschiedensten Stellen der Platine nötig, um mit dem Chip zu kommunizieren.

Konfiguration der Software

Nachdem das USBASP Programmiergerät* mit dem Computer über USB verbunden ist, kann Windows zunächst nicht viel damit anfangen. Ich habe in meinem Fall Windows 7 x64 Pro verwendet.

Um den Treiber zu installieren, welcher über die Website von Thomas Fischl bezogen werden kann (siehe Drivers), wird der Gerätemanager aufgerufen: Computer -> Systemeigenschaften -> (Liste links) Gerätemanager. Das Interface wird hier ganz oben als USBASP mit einem gelben Fragezeichen gelistet. Ein Rechtsklick auf das Gerät ermöglicht die Auswahl „Treibersoftware aktualisieren„.

Im folgenden Assistenten „Auf dem Computer nach Treibersoftware suchen“ und den Pfad zum entpackten Treiberordner (oberste Pfadebene) angeben. Ein Klick auf weiter installiert den Treiber. Da dieser nicht digitalsigniert ist, spuckt Windows eine Warnung aus. Diese muss bestätigt werden, damit der Treiber installiert wird.

Zu guter Letzt wird noch das  eigentliche Flashing-Tool benötigt. Dieses trägt den Namen KK Multicopter Flash Tool und kann ebensogut zum Flashen von Brushless-Reglern eingesetzt werde. Ihr findet es auf der Website von Lazyzero (weiter unten bei Downloads).

Im oberen Programmteil wird hier der entsprechende Programmer ausgewählt. Wenn der USPASP-Programmierer* schon angeschlossen ist, sollte dieser bereits ausgewählt sein. Unter dem Punkt „Choose your controller…“ wird „atmega 8-based brushless ESC (8kB flash)“ ausgewählt, da wir ja ESCs umprogrammieren möchten.

Im nächsten Schritt erfolgt die Auswahl der richtien Firmware für den eigenen Regler. Dazu wählt man im Reiter „Repository“ mit dem ersten Drop-Down-Menü die passende Firmware-Art. Diese lässt sich wiederum anhand der oben verlinkten Liste in der Spalte „FW file“ identifizieren.

In unserem Beispiel verwende ich einen Hobbyking F-Series „UBEC“ ESC mit 20A (F-2oA)*. Die richtige Firmware-Datei heisst also „bs-nfet.hex“. Im Flash Tool wird deshalb „BS N-FET“ ausgewält.

Im Drop-Down-Menü darunter werden nun alle verfügbaren Versionen der Datei aufgelistet, einmal als normale und einmal als „reversed“ Version. Bei letzterer handelt es sich um eine Version, bei der die Drehrichtung der Motoren bereits umgekehrt ist, um die Kabel nicht kreuzen zu müssen. Es empfiehlt sich immer, die neuste Version zu wählen.

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ESCs flashen

Sobald alle Parameter konfiguriert sind, kann der eigentliche Flash-Prozess begonnen werden. Dazu stellt man mit seinem selbstgebauten Adapter Kontakt zwischen ESC und Programmer* entsprechend der vorgegebenen Pin-Belegung her. Die Pin-Belegung des Programmers (USBASP) habe ich hier entnommen. Auf jeden Fall noch einmal mit dem eigenen Programmer abgleichen!

Ist ein sicherer Kontakt zum Regler gewährleistet, führt ein Klick auf den grünen Button rechts im KK Flash Tool den Vorgang aus. Das Programm lädt nun die neue Firmware auf den Brushless-Regler. Sobald die Zeile „Flashing of firmware was sucessful“ erscheint, hat alles geklappt!

ESCs kalibrieren

Regler mit SimonK Firmware sind so einfach wie möglich gehalten. Bis auf die Kalibrierung der Gaskurve gibt es keine weiteren Einstellmöglichkeiten. Wichtig: Die Abschaltung bei niedriger Akkuspannung ist nicht mehr vorhanden. Ihr müsst eure Lipo-Spannung also auf jeden Fall anderweitig im Auge behalten!

Um den Regler zu kalibrieren, wird dieser mit einem Motor (WICHTIG!) und einem gebundenen Empfänger verbunden. Auf der Fernsteuerung wird der Stick in Vollgasposition gebracht, danach versorgt ihr den Regler mit Strom.

Es ertönt die Begrüßungsmelodie, gefolgt von einem einfachen -Piep-.

Danach den Gasknüppel in die Minimalposition bewegen, der Regler quittiert dies mit -Piep- – Piep-.

Danach stellt der ESC sich automatisch scharf. Die Kalibrierung ist abgeschlossen und der Motor kann über den Gasknüppel gesteuert werden.

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Schlusswort

Das Flashen von ESCs mit SimonK Firmware* ist eigentlich ganz einfach, sobald der passende Adapter einmal gebastelt ist. Auch mehrere Regler sind damit so innerhalb weniger Minuten geflasht. Das Ergebnis der Arbeit ist ein absolut traumhaftes Ansprechverhalten der Motoren. Fliegen mit geflashten und ungeflashten ESCs ist ein Unterschied wie Tag und Nacht.

Wer diesen Umweg mit dem Selbstflashen nicht gehen möchte, dem sei dazu geraten, bereits mit SimonK bespielte Regler zu erwerben. :) Ich hoffe, euch hast diese Anleitung geholfen.

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