Quadcopteri kaugjuhtimisahel ilma MCU-ta

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Ehkki kvadrokopteri kaugjuhtimisahelaid saab turult või igast veebipoest väga lihtsalt hankida, ei tohi innukas elektrooniline harrastaja kunagi õppida, kuidas need tegelikult toimivad ja kas neid saab kodus ehitada või mitte?

Selles artiklis proovime ehitada lihtne kvadrokopteri kaugjuhtimisahel kasutades eraldiseisvaid komponente ja raadiosageduslike kaugjuhtimispultide mooduleid ning ilma keerukate MCU-põhiste vooluahelateta.



Samm-sammuline juhend aitab huvitatud harrastajatel tegelikult mõista, kuidas lihtsalt kvadrokopterit saab PWM-i kontseptsiooni abil juhtida.

Oleme juba õppinud quadcopter põhitõdesid , nüüd uurime kaugjuhtimispuldi osa, mis lõpuks aitab seadet kaugjuhtimisega juhtida.



Vajalikud põhimoodulid

Peamised koostisosad, mida projektis võib vaja minna, on esitatud allpool:

Nõuame põhimõtteliselt järgmisi kolme vooluringi etappi:

1) 4-suunaline RF kaugjuhtimispult Tx, Rx moodulid - 1 komplekt

2) IC 555-l põhinevad PWM-generaatorite ahelad - 4nos

3) BLDC mootori kontrollerite ahelad - 4nos

Kuna tegemist on omatehtud versiooniga, võime eeldada kavandatava disaini puhul mõningaid ebaefektiivsusi, nagu juhtnuppude puudumine juhtimisseadmete jaoks, mis asendatakse pottide või potentsiomeetritega, kuid süsteemi töövõime võib siiski eeldada olevat paralleelne professionaalsed üksused.

Pihuarvuti PWM saatemoodul koosneb põhimõtteliselt Tx kaugmoodulist, mis on integreeritud nelja diskreetse PWM-juhtimisahelaga, samas kui kvadrokopter peab olema suletud ühe Rx-ahelaga, mis on integreeritud nelja diskreetse BLDC-draiveri ahelaga.

Alustame kvadrokopteri mootori ahelatest ja vaatame, kuidas BLDC mootori kontroller tuleb Rx-ahelaga konfigureerida ja kinnitada.

Quadcopter PWM vastuvõtja vooluring

Ühes eelmises postituses saime teada, kuidas mitmekülgset BLDC mootorikontrollerit saaks ühe kiibi abil ehitada, kuid see disain ei ole mõeldud kvadrokopterite suhteliselt raskemate mootorite käitamiseks, mistõttu see ei pruugi käesolevas rakenduses sobida.

Õnneks on ülalnimetatud vooluringi jaoks saadaval 'suur vend', mis sobib suurepäraselt quadcopter mootorite juhtimiseks. Tänu TEXAS INSTRUMENTSile, et nad pakkusid meile selliseid imelisi ühe kiibiga rakenduses määratud vooluringi mooduleid.

Selle suure praeguse BLDC draiveri IC-i kohta lisateabe saamiseks võite viidata järgmisele sama PDF-i teabelehele

https://homemade-circuits.com/wp-content/uploads/2015/10/slwu083a.pdf

Allpool toodud seadmestik näitab quadcopter-mootori draiveri kontrolleri täielikku vooluringi skeemi, kasutades DRV11873 IC-d, mis on iseseisev madala vooluga BLDC mootori vooluahel, mis koosneb kõikidest vajalikest kaitsefunktsioonidest, nagu ülekoormuskaitse, termokaitse jne. See moodul moodustab põhimõtteliselt ESC meie praeguse quadcopteri üksuse jaoks.

Selle kujunduse ja PCB üksikasjade kohta leiate lisateavet allpool olevast originaaldokumendist:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv11873.pdf

Quadcopter PWM-põhine kaugjuhtimisahel

Kuidas see töötab

Mikrofoni FS- ja FG-pistikud on mõeldud IC-i täiustamiseks koos lisakontrollidega väliste vooluahelate kaudu, kuna me ei kasuta neid funktsioone oma kujunduses, võidakse need tihvtid kasutamata jätta ja 100K takisti kaudu positiivsele joonele lõpetada.

Mikrofoni RD-kinnitus otsustab mootori pöörlemissuuna. Selle tihvti ühendamine Vcc-ga 100K takisti kaudu võimaldab mootoril pöörata vastupäeva, jättes selle ühendamata, vastupidi ja võimaldab mootoril pöörelda päripäeva.

Pin # 16 on PWM-sisend, mida kasutatakse PWM-sisendi sisestamiseks välisest allikast, PWM-i töötsükli muutmine muudab vastavalt mootori kiirust.

FR, CS kinnitusdetailid pole samuti vajaduse seisukohast asjakohased ja seetõttu võib need jätta kasutamata, nagu joonisel näidatud, ja lõpetada positiivse jooneni 100K takisti kaudu.

U, V, W pinouts on mootori väljundid, mis tuleb ühendada vastava quadcopter BLDC 3-faasilise mootoriga.

COM-pistikühendus on mõeldud kolmefaasilise mootori ühise juhtme ühendamiseks. Kui teie mootoril pole ühist juhet, saate seda lihtsalt simuleerida, ühendades 3 2k2 takisti nina U, W, W tihvtidega ja seejärel ühendada nende ühiste juhtmetega lõpeb IC-i tihvtiga.

Skeemil on näidatud ka IC 555, mis on konfigureeritud PWM-i astmelise voolu režiimis. Sellest saab osa vooluringi moodulist ja selle tihvti # 7 väljundit PWM võib näha ühendatud DRV IC-ahela PWM-sisendiga, et käivitada 4 mootorit püsiva baaskiirusega ja võimaldada mootoril pidevalt hõljumist kiirus antud kohas.

See lõpetab peamise ELC-ahela või BLDC-draiveri skeemi kvadrokopteri väljatöötamiseks.

Nelja mootori jaoks vajame oma kvadrokonstruktsioonis nelja sellist moodulit.

See tähendab, et 4 sellist DRV IC-d koos IC 555 PWM etapiga tuleb seostada kvadrokopteri kõigi 4 mootoriga.

Need moodulid tagavad, et tavaliselt on kõik 4 mootorit seatud etteantud kiirusele, rakendades fikseeritud ja identse PWM-signaali igale asjaomasele DRV-kontrolleri IC-le.

Nüüd õpime, kuidas PWM-i saab kaugjuhtimispuldi abil muuta, et muuta tavalise 4-kanalilise kaugjuhtimispuldi abil üksiku mootori kiirust.

RF vastuvõtja moodul (PWM dekooder)

Ülaltoodud vooluring näitab vastuvõtja kaugjuhtimispuldi raadioskeemi, mis peaks olema mahutatud kvadrokopterisse, et võtta vastu kasutaja traadita PWM-andmeid kasutaja kaugsaatja telefonitorust ja seejärel signaale vastavalt töödelda, et toita kaasnevaid DRV-kontrolleri mooduleid, nagu on selgitatud eelmine osa.

4 väljundit nimega PWM # 1 .... PWM # 4 tuleb ühendada DRV IC PWM-tihvtiga nr 15, nagu on näidatud eelmises skeemis.

Need PWM-kontaktid RF-vastuvõtjaseadmest aktiveeruvad iga kord, kui kasutaja oma saatja telefonitorus vastavat nuppu vajutab.

Kuidas peab raadiosaatja olema juhtmega ühendatud (PWM kooder)

Ülaltoodud jaotises käsitlesime Rx-d või kaugvastuvõtja vooluahelat ja seda, kuidas selle 4 väljundit tuleb ühendada quadcopter mootori ESC draiverimoodulitega.

Siit näeme, kuidas lihtne raadiosaatja tuleb luua ja juhtmeta PWM-ahelatega PWM-andmete edastamiseks juhtmevabalt quadcopter-vastuvõtja seadmesse, nii et üksiku mootori kiirusi saab juhtida lihtsalt ühe nupuvajutusega, mis lõpuks põhjustab quadcopter suuna või kiiruse muutmiseks vastavalt kasutaja eelistustele.

Ülaltoodud vooluringil on saatemooduli juhtmestiku üksikasjad. Idee näib üsna lihtne, peamise saateahela moodustab TSW434 kiip, mis edastab kodeeritud PWM-signaale atmosfääri, ja HT12E, mis vastutab kodeeritud signaalide edastamise eest TSW-kiibile.

PWM-signaale genereerib 4 eraldi IC 555 vooluahelat, mis võivad olla identsed DRV-kontrolleri moodulis varem käsitletuga.

4 IC-i PWM-i sisu võib näha lõpetatuna kooderi IC HT12E vastavate pinoutide kaudu nelja eraldiseisva nupu abil, mis on tähistatud kui SW1 ---- SW4.

Kõik need nupud vastavad ja vahetavad vastuvõtja mooduli identset kinnitusdetaili, mida me arutasime varem ja tähistasime kui PWM # 1, PWM # 2 ... ..PWM # 4.

See tähendab, et SW1 vajutamine võib aktiveerida vastuvõtuseadme PWM # 1 väljundi ja see hakkab ühendama vastuvõetud dekodeeritud PWM-signaale saatjalt seotud DRV-moodulile ja omakorda võib vastava mootori oma kiirust vastavalt muuta.

Sarnaselt saab SW2,3,4 vajutamist kasutada ülejäänud kolme neljarattalise mootori kiiruse mõjutamiseks vastavalt kasutaja soovile.

IC 555 PWM ahel

Ülaltoodud raadiosaatja telefonitorus näidatud 4 PWM-ahelat saab ehitada, viidates järgmisele skeemile, mis on täpselt sarnane sellele, mida nägi meie DRV-kontrolleri ESC-ahel.

Pidage meeles, et 5K pott võib olla tavalise poti kujul ja seda potti saab lisaks kasutada koos vastavate mootorite erinevate kiiruste valimise nuppudega.

See tähendab, et hoides valitud nuppu all ja samal ajal vastavat 5KPWMpot liigutades võib kvadrokopter kiirust soovitud suunas suurendada või vähendada.

Alternatiivina võib PWM-i algselt seadistada mõnele kõrgemale või madalamale tasemele ja seejärel vajutada vastavat nuppu, et võimaldada vastaval kvadrokumootoril saavutada eelistatud kiirus vastavalt PWM-i seadistusele.

Quadcopter mootori spetsifikatsioon

Eespool selgitatud Qiadcopteri kaugjuhtimispult on mõeldud kasutamiseks ainult kuvamiseks ja seda ei saa kasutada koormate või kaamera tõstmiseks. See tähendab, et konstruktsioonis kasutatavad mootorid peaksid eelistatavalt olema madala voolutüübiga.

DRV11873 IC on mõeldud 15 V, 1,5 amprise või umbes 20 vatise mootori nimipingega mootorite opereerimiseks ... seega saab selleks kasutada mis tahes kolmefaasilist BLDC mootorit, mille võimsus on 15–30 vatti.

Selle quadcopteri konstruktsiooni akuks võib olla ükskõik milline 12v Lipo pr liitiumioonaku, mis suudab toita 15 V tippu 1,5 amprise pideva vooluga.

Spetsifikatsiooni üksikasjad

1306N harjadeta kulguriga miniatuurne alalisvoolumootor

Tüüp: mikromootor

Ehitus: püsimagnet

Komutatsioon: harjadeta

Kiirus (p / min): 2200 p / min

Pidev vool (A): 1,5 ~ 2,6A

Pinge (V): 7,4 ~ 11,1 V

miniatuurne alalisvoolumootor: AX-1306N

kaal: 8g

võlli läbimõõt: 1,5 mm

Aku LI-PO: 2-3 s

töövool: 1,5 ~ 2,6A

maksimaalne efektiivsus: 67%




Paari: Sensorita BLDC mootori draiveri ahel Järgmine: Soojendi kontrolleri vooluring, kasutades nuppe