Calibrer ses ESC BLHeli via Betaflight & Cleanflight

Dans ce tuto, nous allons voir comment calibrer ses ESC sous BLHeli à partir de Betaflight ou Cleanflight.

Depuis quelques semaines, en parcourant les forums ou les réseaux sociaux, je retrouve plusieurs méthodes de calibration des ESC, qui n’ont pas la même approche, et qui (pour ne rien arranger !) peuvent varier en fonction de la version de BLHeli utilisée (< 14.4, et à partir de 14.5).

Pour essayer de clarifier tout cela, nous allons voir ici une méthode pour calibrer ses ESC (car il en existe certainement plusieurs). Au fil des machines montées et de l’évolution des versions de BLHeli, j’ai affiné cette méthode pour qu’elle soit (je l’espère) le plus clair possible, en restant la plus fiable possible. Elle a le mérite de bien fonctionner et d’être valable quelle que soit la version et le protocole utilisé sur vos ESC (oneshot125, oneshot42 ou multishot). Je parle de « version », car depuis la version 14.5 de BLHeli, les « anciennes » méthodes de calibration ne fonctionnent plus systématiquement et il faut être plus vigilant, car si la calibration n’est pas faite correctement, cela peut provoquer des comportements non souhaités comme des « spasmes » / « glitch » de vos moteurs, des désynchronisations en vol, des « stall » (moteur qui cale) d’un ou plusieurs moteurs, etc…

Pourquoi faut-il calibrer ses ESC ?

La calibration des ESC est une étape importante dans la configuration de sa machine. En effet, cela va permettre à votre FC (carte de vol) et à vos ESC d’apprendre l’un de l’autre quel est le minimum et quel est le maximum, dans la plage des régimes moteurs, à utiliser entre eux. Sans ces valeurs, la carte de vol sera incapable de faire voler votre multi (ou très mal !).

On en déduit facilement que la calibration est à refaire à chaque fois que l’on changera de version de BLHeli, d’ESC et / ou de moteur, et idéalement (c’est ce que je fais pour ma part) à chaque version de Cleanflight ou Betaflight installée !

Les pré-requis…

Je vais supposer dans ce tuto que vos ESC sont déjà flashés dans la version de BLHeli souhaitée (ex. : 14.4, 14.5 ou 14.6, qui sont à ce jour les versions les plus répandues). Si ce n’est pas le cas, je vous invite à suivre ce tuto qui vous permettra de les flasher.

Nous utiliserons BLHeli Suite 16.0.14.5.0.1 pour gérer les paramètres de nos ESC et Betaflight 2.7.1 sur la FC. Le tout sur un PC sous Windows 7 (x64).

Les variables utilisées…

Avant de passer à la calibration en elle-même, attardons nous quelques instants sur les variables utilisées dans la configuration de Betaflight et Cleanflight pour la calibration :

min_command, min_throttle, max_throttle.

En voici une définition « simplifiée » (le but n’est pas ici de vous faire une définition parfaite, mais de vous faire comprendre, pour une calibration des ESC, à quoi servent ces variables).

• min_command : c’est la valeur minimum envoyée (par la FC) aux ESC pour leur indiquer qu’à cette valeur les moteurs sont à l’arrêt (je n’ai pas dit « tournant au régime minimum », j’ai bien dit « à l’arrêt complet », en d’autres termes : « éteints »).
• min_throttle : c’est la valeur minimum (envoyée par la FC aux ESC), à laquelle les moteurs tournent tous de manière « fluide » (sans saccade). A déterminer justement (cf. la suite de ce tuto)
• max_throttle : c’est la valeur maximum (envoyée par la FC aux ESC) pour leur demander de tourner « à fond ». C’est également la valeur utilisée lors de la calibration pour dire aux ESC : là, la FC envoie l’ordre « maximum ». La valeur optimale est à déterminer (cf. la suite de ce tuto).

Calibration initiale…

Avant de lancer la calibration de nos ESC, il faut enregistrer les bonnes valeurs des variables vu précédemment. Pour cela, rendez-vous (dans le configurateur Cleanflight sous Chrome) dans l’onglet « Configuration », et dans le bloc « ESC/Motor Features », et rentrez ces valeurs (n’oubliez pas ensuite de vous rendre en bas de la page et d’appuyer sur le bouton « Save and Reboot ») :

• min_command = 1000 (Minimum Command)
• max_throttle = 2000 (Maximum Throttle)

La valeur de min_throttle importe peu ici, car elle se sera pas utilisée dans cette partie.

[ATTENTION] TOUTES les phases de calibration des ESC se font SANS HELICES !!!!

Allez ensuite dans l’onglet « Motors », et activez le bouton « Motor Test Mode » :

Déplacez le curseur « Master » tout en haut (à fond). Les valeurs des 4 moteurs doivent alors passer à 2000 (valeur que nous avons mis pour max_throttle) :

Branchez alors votre lipo, vos ESC « chantent » (petite musique indiquant que vous êtes en mode calibration justement) – Pour l’anecdote, ce ne sont pas les ESC qui chantent mais les moteurs 😉 . Lorsque la musique s’arrête (au bout de quelques secondes), baissez rapidement le curseur « Master » au minimum – la valeur indiquée par vos moteurs sera alors 1000 (valeur de min_command) :

Une autre petite musique s’enclenche alors, et s’arrête quelques secondes plus tard : la calibration initiale est terminée !

Débranchez la lipo, et décochez le bouton « Test Motor Mode » :

Si vous utilisez une version BLHeli 14.5 ou supérieure, NE VOUS ARRÊTEZ PAS LA 😉 ! Il vous faut aller dans BLHeli pour vérifier les valeurs PPM Min Throttle et PPM Max Throttle de calibration :

[ASTUCE] Il est tout à fait normal que dans BLHeli Suite, les valeurs « PPM Min » et « PPM Max » soient légèrement différentes d’un ESC à un autre ! Ne cherchez surtout pas à faire en sorte qu’elles soient identiques pour vos 4 ESC…

Lancez BLHeli Suite et connectez-vous à vos ESC. Vérifiez alors pour CHAQUE ESC, les deux valeurs indiquées en bas à droite : PPM Min Throttle et PPM Max Throttle. Ces deux valeurs ne doivent PAS être égale à respectivement 1000 et/ou 2020. Si c’est le cas, il y a de fortes chances que vous ayez une calibration dite « hors plage ». Et il faut alors y remédier avant d’aller plus loin !

[INFO] Si BLHeli affiche 2020 pour le PPM Max Throttle (car le plus fréquent depuis la version 14.5 de BLHeli), c’est probablement que le max est encore au delà de cette valeur, mais ne pouvant pas afficher plus que 2020, l’application affichera cette valeur « trompeuse ». De la même manière, s’il affiche 1000 pour le PPM Min Throttle, il se peut que le min soit en deçà de cette valeur.

Voici la marche à suivre si vous êtes « hors plage » :

Retournez dans le configurateur Cleanflight sous Chrome, et changez les valeurs de min_command (qui contrôle le minimum, il faut donc l’augmenter) et de max_throttle (qui contrôle le maximum, il faut donc le baisser) :

• Si vous étiez à 2020 dans BLHeli pour le « PPM Max », baissez dans Betaflight la valeur du max_throttle à 1980 dans un premier temps.
• Si vous étiez à 1000 dans BLHeli pour le « PPM Min », augmentez la valeur du min_command dans Betaflight, à 1020 dans un premier temps.

Relancez alors une calibration initiale (en reprenant ce tuto au paragraphe « Calibration Initiale » avec les valeurs ci-dessus).

Après avoir refait la calibration initiale avec les valeurs ci-dessus, retournez encore une fois dans BLHeli Suite et vérifiez à nouveau les valeurs PPM Min et PPM Max. Si celles-ci sont différentes de 1000 et 2020, c’est tout bon ! Sinon, vous avez gagné un troisième tour 😉

Recherche des valeurs optimales…

[ATTENTION] Dans cette partie, le temps de trouver les bonnes valeurs, vos moteurs et ESC vont tourner plusieurs secondes voir plusieurs dizaines de secondes à vide, sans hélices ! Ils peuvent ainsi chauffer et brûler !!!!!

Je vous conseille vivement de ne pas le faire avec vos lipos 4S (pour ceux qui volent en 4S), au risque de griller ESC ou moteur ou bien les deux !

Utilisez plutôt une lipo 3S, de préférence avec moins de 50% de charge, pour que le voltage envoyé aux ESC et moteurs soit le plus faible possible. Cela préservera votre électronique 😉

Pour mes réglages, j’utilise une vieille lipo 3S 1300mah 35C déchargée à 40%.

Maintenant que la calibration initiale est terminée, nous allons chercher les valeurs optimales pour les variables min_throttle et max_throttle.

Surtout ne vous arrêtez pas à la calibration initiale, car votre carte de vol et vos ESC ne sont pas utilisables en l’état !

Valeur optimale du min_throttle…

Commençons par chercher la valeur minimum à laquelle tous les moteurs tournent sans saccade et sans caler.

Pour cela, rendez-vous dans l’onglet « Motors » à nouveau, et activez le « Motor Test Mode » (le curseur Master est quant à lui au minimum) et branchez votre lipo 3S.

Placez vous sur le moteur 1 et faites monter le curseur tout doucement, jusqu’à ce que le moteur correspondant tourne sans saccade et de manière fluide. Dans notre exemple, il tourne de manière fluide à une valeur de 1028. Notez cette valeur et repassez à 1000 (valeur minimum).

Répétez l’opération pour les moteurs 2, 3 et 4 et notez pour chacun d’eux la valeur correspondante. Dans notre exemple, nous avons : 1024, 1027 et 1028 pour les moteurs 2, 3 et 4.

Prenez la valeur la plus élevée des 4, ici 1028, ajoutez une « marge de sécurité » (personnellement, pour des moteurs qui tournent aux alentours de 1025 – 1030, je met 1050 comme valeur), cela devient votre valeur min_throttle optimale !

Allez dans l’onglet « Configuration » et rentrez cette valeur dans la case « Minimum Throttle » et sauvegardez ensuite cette valeur en cliquant sur le bouton « Save and Reboot ».

[INFO] Sur les forums et les réseaux sociaux, on trouve de tout concernant cette valeur de « marge de sécurité« . Certains vous dirons qu’avec 5 de marge, cela vole très bien, d’autres qu’il faut mettre au moins 30 à 40 de marge…

Personnellement, j’avais, il y a de cela plusieurs mois, une marge de 50 (oui oui, à l’époque c’était la valeur préconisée ! lol), puis, j’ai testé avec 5 de marge, mais j’ai eu des soucis de moteurs qui calaient lors de grosses reprises ou de virages très serrées, et je me suis arrêté, ces temps-ci, sur une marge d’environ 20 qui convient dans toutes les situations (courses, freeride, freestyle, cool ou en mode virages secs).

[ASCTUCE] Cette marge de 20 permet de garantir des moteurs qui ne caleront pas lors de grosses manœuvres, mais garantie également, lors d’une descente avec les gaz au minimum, assez d’accroche pour gérer la stabilité de votre machine (avec l’AIRMode activé bien entendu). Sinon dans certains cas, l’airmode ne pourra pas stabiliser la machine, car les moteurs n’auront pas assez d’accroche / force pour stabiliser l’ensemble.

A partir de BLHeli 14.5, dans certains cas, la valeur à laquelle les moteurs tournent de manière fluide peut être trompeuse. Il ressort des tests effectués et des échanges sur les forums (RCGroups notamment) qu’il vaut mieux ajouter une « bonne » marge, même si les moteurs tournent à très bas régime. D’après les tests que j’ai pu effectuer sur mes machines, notamment en Multishot (14.5 et 14.6), j’avais des valeurs entre 1040 et 1070 comme min_throttle (ESC Littlebee 20A & 30A).

Valeur optimale du max_throttle…

Pour déterminer la bonne valeur du max_throttle, nous allons utiliser une méthode similaire mais cette fois-ci dans le haut de la plage moteur.

Rendez-vous encore une fois dans l’onglet « Motors », activez le « Motor Test Mode » (le curseur Master est quant à lui au minimum) et branchez votre lipo 3S.

Placez-vous sur le moteur 1 et mettez le curseur au maximum (2000) :

Ecoutez (non, c’est pas une blague 🙂 ) le moteur tourner et faites descendre cran par cran le curseur. Vous allez vous apercevoir qu’au départ, le moteur ne change pas de régime, il se trouve sur un régime « plateau ». Continuez à descendre le curseur jusqu’à ce que le régime moteur change ! Vous êtes alors sorti du régime « plateau », c’est cette valeur charnière qui nous intéresse.

Notez cette valeur à laquelle le régime moteur commence à changer. Dans notre exemple, pour le moteur 1, nous sommes à 1942.

Répétez l’opération pour les moteurs 2, 3, 4 et pour chacun d’entre eux, notez la valeur de changement de régime.

Gardez alors la valeur la plus basse (par ex. : 1942 / 1948 / 1952 / 1944, gardez 1942) et utilisez cette valeur pour la variable max_throttle. Pour cela, allez dans l’onglet « Configuration » et rentrez la valeur dans la case « Maximum Throttle » et sauvegardez le tout en cliquant sur le bouton « Save and Reboot ».

[ASTUCE] Personnellement, j’arrondis la valeur trouvée à la valeur inférieure (multiple de 5) la plus proche. Dans notre exemple, j’ai 1942 comme valeur minimum, je garderai donc 1940 comme valeur de max_throttle.

Et nous voilà arrivés au terme de ce tuto ! Vos ESC sont maintenant calibrés et Betaflight ou Cleanflight configuré avec les valeurs optimales pour ces ESC/Moteurs.

Une dernière chose… Gardez en tête qu’à la prochaine recalibration de vos ESC, il faudra penser à repasser, notamment, la valeur de max_throttle à 2000 avant la « calibration initiale » 😉 On peut facilement l’oublier, d’autant plus si on a pas calibré ses ESC depuis un moment.

Bons vols,