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电池监控

Betaflight 提供电池监控功能。系统可测量主电池电压，并据此触发低电量蜂鸣器警报、板载状态 LED 闪烁以及 LED 灯条显示模式。

低电量警报可以：

  • 为飞行器安全着陆预留时间；
  • 维护 LiPo/LiFe 电池的使用寿命与安全性，避免将其放电至低于制造商建议的电压。

可以设置单体最高和最低电压；首次接入电池时，系统会据此自动识别电池的串数。

由于系统仅使用一个 ADC 读取电池电压，因此不支持逐单体监控。

支持的目标板​

除非另有说明，所有目标板均支持电池电压监控。

接线​

处理电池时，务必检查极性！

请先测量预期电压，再连接飞控。错误电压或反接极性为飞控供电，很可能会烧毁飞控。请确认飞控的分压器能够测量所用电池的电压。

Naze32​

Naze32 带有板载电池分压电路；只需将主电池接至 VBAT 接口。

注意： 安装主电池至 VBAT 接口的连线前，务必先断开主电池与机架/配电板的连接。重新接通电池前，请仔细检查接线。错误接线可立即且彻底损坏飞控及其已连接的外设（ESC、GPS、接收机等）。

CC3D​

CC3D 没有电池分压器。若要使用电压监控，必须制作一个分压器，使主电池充满时的输出电压最高为 3.3 V。将分压器输出接至 S5_IN/PA0/RC5。

注意事项：

  • S5_IN/PA0/RC5 是 8 针接口的第 7 针，即倒数第二针；它位于 GND/+5/PPM 信号输入端的另一侧。

  • 在 CC3D 上启用电池监控后，RC5 不再可用作 PWM 输入。

Sparky​

请参阅 Sparky 板卡章节。

配置​

启用 VBAT 功能。

通过以下 CLI 设置配置单体最高/最低电压：

vbat_scale - 调整此值，使系统报告的电池电压（可通过 status 命令查看）与实际测量值一致。

vbat_max_cell_voltage - 单体最高电压，用于自动识别电池串数；单位为 0.01 V，例如 430 = 4.3 V。

vbat_min_cell_voltage - 单体最低电压；低于此值会触发电池严重低电量警报；单位为 0.01 V，例如 330 = 3.3 V。

vbat_warning_cell_voltage - 单体警告电压；低于此值会触发电池低电量警报；单位为 0.01 V，例如 340 = 3.4 V。

vbat_hysteresis - 设置低电量警报的滞回值；单位为 0.01 V，例如 10 = 0.10 V。

vbat_duration_for_warning - 电压须持续满足低电量警告条件多长时间，系统才会进入低电量警告状态；单位为 0.1 秒，例如 60 = 6.0 秒。

vbat_duration_for_critical - 电压须持续满足严重低电量条件多长时间，系统才会进入严重低电量状态；单位为 0.1 秒，例如 21 = 2.1 秒。

例如：

set vbat_scale = 110
set vbat_max_cell_voltage = 430
set vbat_min_cell_voltage = 330
set vbat_warning_cell_voltage = 340
set vbat_hysteresis = 1
set vbat_duration_for_warning = 60
set vbat_duration_for_critical = 20

电流监控

将电流计连接至相应的电流计 ADC 输入，即可使用电流（安培）监控功能；具体接口请参阅所用板卡的文档。

启用后，遥测和 OLED 显示子系统会计算并使用以下数据：

  • 电流（A）
  • 已消耗容量（mAh）
  • 剩余容量

配置​

通过以下 CLI 命令启用电流监控：

feature CURRENT_METER

使用 amperage_meter_type 设置电流计类型：

值传感器类型
NONE无
ADCADC/硬件传感器
VIRTUAL虚拟传感器

使用 bat_capacity 设置电池容量，单位为 mAh。

若所用 OSD 需要 MultiWii 电流计输出值，请将 multiwii_amperage_meter_output 设为 ON；该设置会将发送至 MSP 的电流乘以 10，并截断负值。

ADC 传感器​

需要配置电流计，使模数转换器（ADC）输入读取的数值与实际电流消耗相符。正如校准电压读数需要电压表，校准电流传感器也需要电流表。与出厂时通常已较准确的电压检测不同，电流检测会因板卡而有显著差异，应当进行校准。

校准 ADC 电流传感器时，建议将 multiwii_amperage_meter_output 设为 OFF。

测量电流时，线性响应器件会将流经自身的电流转换为供飞控 ADC 读取的电压。飞控可读取的最高电压为 3.3 V（3300 mV），这通常限制了可测量的最大电流。大多数传感器使用分流电阻测量电流，少数使用霍尔效应传感器。

飞控使用以下公式将 ADC 测得的电压换算为电流：

Current(Amps) = ADC (mV) / amperage_meter_scale * 10 + amperage_meter_offset / 1000

其中校准参数为：

设置说明
amperage_meter_scale比例系数，单位为 mV/10 A
amperage_meter_offset偏移量，单位为 mA

该公式可写成 y = x/m + b 的数学形式。沿该直线进行若干次测量后，即可将任意传感器与飞控组合校准至较高精度。

使用电流表校准​

!!重要：进行任何测试前，务必拆下螺旋桨！！

按以下步骤使用电流表校准飞控：

  1. 创建此 Google 表格的副本；它会完成全部计算。
  2. 将电流表与飞行器及一块已充电电池串联。建议使用剪断一根导线的 XT60 延长线。此时，电流表会显示系统的真实电流消耗。
  3. 通过 Configurator 连接飞控，并检查当前的电流校准值；如有必要，在 Google 表格中修改它们。
  4. 在电机选项卡中提高油门，使电流表读数约为 1 A（无需精确到 1 A）。
  5. 切换回电源与电池选项卡，在“实测电流”列记录电流表读数，在“飞控电流”列记录 Betaflight 报告的电流；两者均以安培为单位，保留两位小数。
  6. 在 0 至 5 A 的不同电流下，重复步骤 4 和 5 至少 3 次（注意不要超过电流表额定电流）。
  7. 完成后，确认图表中的结果呈线性，且回归值显示为绿色。随后即可应用新的校准值，获得准确的电池消耗信息。

霍尔效应传感器和分流电阻均可采用相同方法。分流电阻的偏移量通常小于 +/- 1000 mA，而霍尔效应传感器的偏移量通常大得多。请注意，即使校准正确，最大油门时仍可能超过可测最大电流；即便实际电流更高，飞控记录的电流也会封顶于该数值。因此，报告的已消耗 mAh 可能小于实际消耗量；仍应同时留意电池电压。

若不想使用 Google 表格，只需改用其他可对数据集进行线性回归的工具。将测试时使用的 amperage_meter_scale 乘以斜率，并从 amperage_meter_offset 中减去以 mA 为单位的截距，即可得到校正后的校准值。

虚拟传感器​

虚拟传感器根据油门位置计算估算电流。当无法使用真实传感器时，此功能很有用。以下设置用于校准虚拟传感器：

设置说明
amperage_meter_scale油门比例系数［厘安，即 1/100 A］
amperage_meter_offset零油门（未解锁）时的电流［厘安，即 1/100 A］

有两种简单方式可调节这些参数：一种使用电池充电器，另一种依赖实际电流测量。

使用实际电流测量调校​

若已知飞行器未解锁时的电流消耗（Imin，单位为 A），以及已解锁、最大油门时的电流消耗（Imax，单位为 A），可按以下方式计算比例参数：

amperage_meter_scale = (Imax - Imin) * 100000 / (Tmax + (Tmax * Tmax / 50))
amperage_meter_offset = Imin * 100

注意：Tmax 是最大油门偏移量；例如 max_throttle = 1850 时，Tmax = 1850 - 1000 = 850。

例如，假设最大电流为 34.2 A、最小电流为 2.8 A，且 max_throttle = 1850（Tmax 为 850）：

amperage_meter_scale = (Imax - Imin) * 100000 / (Tmax + (Tmax * Tmax / 50))
                    = (34.2 - 2.8) * 100000 / (850 + (850 * 850 / 50))
                    = 205
amperage_meter_offset = Imin * 100 = 280

测量 Imax 要求电池和 ESC 在整个测量期间都能够提供并承受最大电流，因此较易产生较大误差。也可在较低油门位置测量电流，并将结果纳入计算。

沿用上述示例，若在 30% 油门时测得 Ibench 电流为 6 A（由于 (0.3\*(max_throttle-1000))+1000，电机选项卡中的数值为 1255）：

Tbench = Tmax * bench_throttle = 850 * 0.3 = 255
amperage_meter_scale = (Ibench - Imin) * 100000 / (Tbench + (Tbench * Tbench / 50))
                    = (6 - 2.8) * 100000 / (255 + (255 * 255 / 50))
                    = 205
amperage_meter_offset = Imin * 100 = 280

使用电池充电器测量调校​

若无法直接测量电流消耗，可通过电池充电器间接估算。
不过，除非能够测量飞行器未解锁时的实际电流消耗，否则该方法可能难以调节 amperage_meter_offset。

注意：

  • 此方法依赖电池充电器的准确性，结果可能有所差异。
  • 若添加或更换会改变飞行中电流消耗的设备（例如图传发射器、相机、云台、电机、螺旋桨螺距/尺寸、ESC 等），应重新校准。

通用步骤如下：

  1. 将飞行电池充满。
  2. 飞行并消耗超过电池组标称容量的 50%（估算值）。
  3. 记录系统报告的已消耗 mAh。
  4. 再次将飞行电池充满，并记录回充的 mAh。
  5. 按下方公式调整 amperage_meter_scale。
  6. 重复上述过程并测试。

已知 (a) 回充的 mAh 与 (b) 系统报告的已消耗 mAh 后，按以下方式计算新的 amperage_meter_scale：

amperage_meter_scale = old_amperage_meter_scale * (reported_mAh_drawn / mAh_recharged)

例如，假设：

  • 回充量为 1500 mAh；
  • 报告的已消耗容量为 2000 mAh；
  • 现有 amperage_meter_scale 值为 400（默认值）。

则更新后的 amperage_meter_scale 为：

amperage_meter_scale = old_amperage_meter_scale * (reported_mAh_drawn / mAh_recharged)
                     = 400 * (2000 / 1500)
                     = 533