Como ler um log de Blackbox: das linhas tortas ao diagnóstico

Você abre um log no Blackbox Explorer e encontra trinta traços. O Explorer mostra tudo que a controladora de voo registrou; as conclusões ficam por sua conta. A seguir: uma leitura manual em sete etapas e, depois, um log real com cada achado do bbdoctor, seus números e como conferi-los visualmente, além dos casos em que a automação precisa dizer "não sei".

Ferramentas para ler um log

As ferramentas se complementam: o Explorer examina um segundo do voo; a automação indica qual segundo olhar e o que alterar.

Como ler um log manualmente em 7 etapas

Nomes dos campos conforme são armazenados no log. O índice 0 é roll, 1 é pitch, 2 é yaw. No Explorer, View → Analyser (ou a tecla A) abre o analisador de espectro; depois clique em um traço na legenda.

1. Cronologia e modos. Um arquivo pode conter vários voos, um por armação. Confira flightModeFlags: a resposta do PID parece muito pior em ANGLE e HORIZON do que em ACRO. rcCommand[3] mostra hovers, cortes de acelerador e punch-outs. Não confie nos espectros em trechos com falhas de gravação.
2. Giroscópio e setpoint nos flips. Veja gyroADC[0] e setpoint[0] juntos. Se o giroscópio passa do alvo, há overshoot. Balanço depois que o stick para: pouco amortecimento ou bounce-back. Se fica 20–30 ms atrás: resposta lenta. Adicione axisP[0], axisD[0], axisF[0] para ver qual termo impulsiona o drone.
3. Motores. motor[0..3]. Chegar a 100% em um punch com acelerador no máximo ou por um instante em um flip rápido é normal; ficar no limite durante manobras com acelerador médio significa falta de margem de empuxo. Um motor parado em idle depois de um corte de acelerador é uma causa comum de propwash. Se um par fica acima do outro durante todo o hover, isso aponta para o centro de gravidade.
4. Espectro antes e depois dos filtros. Compare gyroUnfilt com gyroADC. Acima de cerca de 80 Hz é ruído, não movimento de voo. O que passa pelos filtros chega aos PIDs e aquece os motores.
5. Frequência em relação ao acelerador. Uma linha diagonal que se desloca para a direita junto com o acelerador vem dos motores e das hélices. Uma faixa vertical em todos os níveis de acelerador vem do frame, da stack ou de uma antena (fig. 1).
6. Termo I em hover. axisI[0] e axisI[1] devem oscilar em torno de zero. Se um deles mantém o mesmo valor durante todo o voo, está compensando um desequilíbrio: centro de gravidade, motor inclinado ou desgastado.
7. Tensão e corrente. Confira vbatLatest e amperageLatest: queda de tensão por célula nos picos de corrente e tensão no fim. A variação de tensão dividida pela variação de corrente dá uma estimativa aproximada da resistência interna.

As etapas 4 e 5 exigem uma taxa de gravação suficientemente alta: qualquer frequência acima da metade da taxa de gravação se dobra e vira um pico falso. Configuração: guia de configuração do blackbox.

Um log real, do começo ao fim

O log público por trás do relatório de exemplo: Betaflight 4.5.2, SpeedyBee F405 Mini, 4S, drone de 3.5 polegadas, a julgar pelo nome do craft VX3.5. Log de 110 s, 107 no ar, todo em ACRO. Giroscópio a 8 kHz, PID a 4 kHz, gravação a 1 kHz com giroscópio bruto e eRPM. Dos 20 itens do relatório, estes são os principais e a origem de cada número.

Motores traseiros carregados 50% a mais: o centro de gravidade

Comando médio: M1 e M3 traseiros a 28.7%, dianteiros a 19.2%. Acima de 12% é um alerta; acima de 30%, crítico. Confirmação: a mediana do termo I de pitch é 45, longe de zero, então o controlador adiciona empuxo traseiro durante todo o voo. Geralmente a bateria ou a câmera fica muito para trás; caso contrário, pode ser muito voo rápido para a frente, e em um hover tranquilo quase não há diferença. Não é um problema de PID: mova a bateria até o drone ficar nivelado quando apoiado nos dedos, sob o centro do frame.

Roll: overshoot de 36%, causado pelo feedforward

Resposta ao degrau de roll: overshoot de 36% (intervalo de 90%: 29–44%), calculado a partir de 165 janelas utilizáveis de um segundo (sobrepostas), entre 372 com movimento do stick; metade do rate solicitado em 8 ms. O limite inferior passa de 15%: é um achado. Mas a recomendação não é "reduza P" nem "aumente D". Em movimentos rápidos do stick, o feedforward faz 60% do trabalho (FF em relação a P), e o giroscópio fica em média 3 ms à frente do setpoint: o FF está puxando o drone. Então altere só o FF: f_roll 120 → 102, redução de 15% em relação ao valor do seu header; P e D ficam como estão. Se o overshoot continuar apenas nos flips rápidos, depois reduza feedforward_boost de 15 para 8. Pitch, mesma situação: 28% (23–37%), FF 56%, f_pitch 125 → 106.

set f_roll = 102
set f_pitch = 106
set simplified_pids_mode = OFF
save

Por que simplified_pids_mode: os PIDs deste log não correspondem aos sliders, e o Configurator os sobrescreveria no próximo save.

Visualmente, você não verá 36%: aqui o pico fica apenas 22 deg/s (9%) acima do alvo. A resposta ao degrau é a reação a um degrau instantâneo ideal, obtida por deconvolução de 165 janelas; uma entrada real do stick é uma rampa de cerca de 100 ms. A rampa mostra a mesma coisa de outro jeito: o giroscópio fica à frente do setpoint, e os picos de FF chegam a quase cinco vezes os de P. Mais em ajuste de PID a partir do blackbox.

Ruído bruto de 4.1 deg/s: mecânica, não filtros

Ruído bruto do giroscópio acima de 80 Hz: roll 4.1, pitch 2.4, yaw 2.5 deg/s, pouco acima do alerta de 4 deg/s. Filtrado: 0.53 deg/s com cerca de 1.4 ms de atraso; o relatório considera os filtros bons. Então deixe-os como estão e confira as hélices, os rolamentos e a fixação da stack. A vibração de 1× por motor é equilibrada (M1 1.1, M2 0.5, M3 1.8, M4 1.9 deg/s), e o RPM na mesma posição do acelerador varia no máximo 1.9%. Para investigar um motor ruim quando a diferença é grande: guia de vibração dos motores.

Motores chegam a 610 Hz, mas a gravação é a 1 kHz

O eRPM mostra motores chegando a 610 Hz, mas um log de 1000 Hz só enxerga até 500; acima disso, as frequências se dobram, então 610 Hz aparece como 390. A análise por motor dá conta disso (usa a fase de rotação do eRPM), mas o espectro e as frequências de ressonância ficam ambíguos. A correção:

set blackbox_sample_rate = 1/2
save

Jitter de FF vindo do rádio: 2.1% da faixa dos motores

Com os sticks em movimento, o FF acima de 40 Hz (um tranco a cada atualização do rádio) é 2.1% da faixa dos motores em roll e 1.7% em pitch, com 34 e 28 trancos por segundo acima de 5%. O FF útil abaixo de 12 Hz é 1.5 e 1.2%. Com os sticks parados, cai para 0.40%, então a origem são os passos dos sticks. Link a 494 Hz, suavização do stick a 185 Hz. O FF responde por 89% do ruído de saída PID de alta frequência, e D por 10%; não reduza D nem os filtros do termo D por causa disso, pois só aumentaria o atraso. Reduza o FF primeiro e suavize no próximo voo:

set feedforward_averaging = 2_POINT
set feedforward_smooth_factor = 65
save

O D boost quase não entra em ação

Configurado: d_min_roll = 30, d_roll = 45, boost até ×1.50. O bbdoctor mede o multiplicador real a partir do termo D registrado (inclinação de axisD em relação à derivada do giroscópio entre 8 e 40 Hz, blocos de 0.25 s, com TPA removido). Nas manobras mais bruscas, D chega só a ×1.06 em roll e ×1.04 em pitch. Você voa no d_min; portanto, altere o amortecimento pelo D base (coluna Derivative), não pelo D Max. Na versão 2025.12, os nomes seguem a interface (D base d_roll, limite d_max_roll); consulte o guia de ajuste de PID.

Propwash de 1.1 deg/s: normal

Um corte de acelerador: o acelerador cai mais de 25% do curso em 0.15 s, partindo de acima de 35%. Há 46; dois emendaram direto em um flip, e o bbdoctor os descarta porque o movimento do stick produz as mesmas frequências de 15–80 Hz. Em 44 cortes limpos, giroscópio menos setpoint entre 15 e 80 Hz, de 0.08 a 0.6 s após o corte: RMS de 1.1 deg/s, principalmente em ~20 Hz; o normal é até 4. Não há nada para corrigir; se ainda incomodar, veja o guia de propwash.

Bateria: 3.23 V por célula a 72 A

Começou com 3.84 V por célula, não estava carregada. Mínimo sustentado (por mais de 0.5 s) de 3.23 V, pico de 72 A, 3.66 V no fim, cerca de 248 mAh. Resistência interna ≈ 7 mΩ por célula, calculada a partir de 182 mudanças bruscas de corrente, incluindo a fiação. A bateria está no limite: alerta.

O restante

• Atraso entre setpoint e rotação: roll 4.1 ms, yaw 4.6 ms (normal com FF: 4–12 ms), mais 1.3 ms do rádio ao setpoint; pitch: sem valor confiável.
• 34 punch-outs: em 0.4 s, o drone inclina 2.5° em pitch e 0.5° em roll; o normal é menos de 3°.
• Poucas paradas bruscas (roll 2, pitch 1; são necessárias 6): bounce-back não avaliado.

Como conferir cada achado no Explorer

Por que alguns achados dizem "dados insuficientes"

Com poucos dados, o analisador precisa ficar quieto para não recomendar bobagem com confiança. Mínimos do bbdoctor:

Exemplo: um log do Betaflight 4.2.5 (2 kHz, 4S, 215 s no ar) tem 15 cortes de acelerador, mas 12 emendam direto em um flip ou roll. Na média, o "propwash" dá 18.4 deg/s: crítico (limite 10). Cada corte varia de 1.4 a 58.6 deg/s; os valores altos vêm dos flips. Nos três cortes limpos: 1.8 deg/s, normal. Uma ferramenta que incluísse as manobras faria você aumentar D e idle em um drone sem propwash.

Segunda proteção: "viés do método já subtraído". A deconvolução mostra um pouco de overshoot mesmo em uma resposta perfeita, especialmente quando o setpoint não é registrado e é reconstruído a partir dos sticks. O bbdoctor faz o mesmo cálculo com um setpoint deslocado pelo mesmo atraso e subtrai o resultado. Em um log do Betaflight 4.5.1 sem setpoint (801 Hz, 6S): pitch teve 29% de overshoot bruto, dos quais 9% eram viés; o valor informado é 20%. Em yaw, os 9.6% brutos eram todos viés: não houve overshoot.

Como saber se os números são confiáveis

• Intervalos. A resposta é calculada por janela de um segundo, e o overshoot é lido na curva mediana; o intervalo de 90% vem da reamostragem das janelas e do recálculo da curva 200 vezes (bootstrap). "36% (29–44%)" significa que até a estimativa baixa está acima de 15%.
• Vereditos. Limite inferior acima de 15%: achado com comandos; acima de 35% com 50 ou mais janelas: crítico. Estimativa até 15%, com limite superior abaixo de 25%: normal. Um intervalo estreito logo acima do normal é "limítrofe"; não há nada a alterar (roll naquele log 4.5.1: 17%, 15–24%). Um intervalo amplo é "incerto": voe mais 5–6 manobras.
• Verificações cruzadas. Motores ruidosos ou ruído passando pelo termo D: nenhuma recomendação para aumentar D. Se o FF faz 45% ou mais do trabalho e P acrescenta pouco, reduza FF, não P.
• Sem overshoot inventado. Um corte abrupto na deconvolução (25 Hz, como no PID-Analyzer) acrescenta cerca de 10% de overshoot falso (efeito Gibbs). O bbdoctor usa, em vez disso, um núcleo gaussiano de 30 Hz; em logs sintéticos, um atraso puro dá 0%, e amortecimento ζ = 0.5 dá 15% diante de 16% reais.

Fluxo de trabalho: uma mudança por voo

1. Grave 1–2 minutos em ACRO: hover, curvas suaves, 5–6 cortes de acelerador, 6–8 flips e vários rolls com retorno brusco ao centro, 6–8 punch-outs com os sticks parados.
2. Envie o log para o analisador online de blackbox. Comece pelos itens críticos e pela mecânica; ajustar PIDs em um frame desequilibrado com hélices lascadas não adianta.
3. Faça uma mudança por voo. Neste caso: bateria, depois FF e depois suavização de FF. blackbox_sample_rate pode ser alterado junto com qualquer etapa, pois não afeta o voo. Retire as hélices ao configurar com a bateria conectada.
4. Use as mesmas hélices, uma bateria parecida e com carga semelhante, e o mesmo estilo de voo.
5. Use "Comparar análises" no histórico. Intervalos de 90% sobrepostos antes e depois significam "sem mudança"; voos com estilos diferentes (acelerador médio com diferença de 10% do curso ou mais, ou um voo três vezes mais longo) são sinalizados.

Limitações

• INAV e EmuFlight não registram RPM por motor, então não há verificação de vibração nem comparação de RPM por motor. Veja análise de blackbox do INAV.
• Por padrão, ArduPilot e PX4 registram o giroscópio lentamente; espectros, resposta ao degrau e propwash precisam de cerca de 200 Hz. ArduPilot: bit 19 (IMU_RAW) em LOG_BITMASK e INS_RAW_LOG_OPT = 9 (4.5+); PX4: bits 4 (High rate) e 8 (Raw FIFO gyro) em SDLOG_PROFILE. Detalhes: ArduPilot, PX4.
• Helicópteros Rotorflight: sem verificações de balanceamento dos motores, sem vereditos críticos; a resposta do PID é apenas informativa.
• Logs de ArduPlane, Rover, Sub e PX4 de asa fixa não são aceitos; logs de simulador (SITL) ignoram verificações de hardware e bateria.
• Os limites foram ajustados para drones FPV quad do Betaflight; em drones maiores, trate-os como aproximados e compare com logs anteriores da mesma aeronave.
• Falhas isoladas são aceitáveis (a análise usa os trechos contínuos). Um log danificado (10% ou mais dos quadros perdidos, ou quadros corrompidos com falhas frequentes) rebaixa para informação os achados de PID, ruído e ressonância, sem comandos.

A seguir, por problema: ruído e filtros, propwash, PIDs a partir da resposta ao degrau.

Atualizado: 2026-10-22