Nors kvadrokopterio nuotolinio valdymo grandines galima labai lengvai įsigyti iš rinkos ar iš bet kurios internetinės parduotuvės, aistringam elektronikos mėgėjui niekada neleidžiama sužinoti, kaip iš tikrųjų šios funkcijos veikia ir ar jas galima sukurti namuose?

Šiame straipsnyje mes bandysime sukurti paprasta kvadrokopterio nuotolinio valdymo grandinė naudojant atskirus komponentus ir naudojant RF nuotolinio valdymo modulius ir neįtraukiant sudėtingų MCU pagrįstų grandinių.

Žingsnis po žingsnio vadovas suinteresuotus mėgėjus iš tikrųjų supras, kaip paprasčiausiai kvadrokopterį galima valdyti naudojant PWM koncepciją.

Mes jau išmokome kvadrokopterio pagrindai dabar ištirkime nuotolinio valdymo skyrių, kuris galiausiai padės nuotoliniu būdu valdyti įrenginį.

Būtini pagrindiniai moduliai

Pagrindiniai ingredientai, kurių gali prireikti projektui, pateikiami taip:

Mums iš esmės reikės šių 3 grandinės etapų:

1) 4 krypčių RF nuotolinio valdymo pultas Tx, Rx moduliai - 1 rinkinys

2) IC 555 pagrįstos PWM generatoriaus grandinės - 4nos

3) BLDC variklio valdiklio grandinės - 4nos

Kadangi tai yra naminė versija, galime tikėtis, kad siūlomas dizainas bus neefektyvus, pvz., Valdymo elementų, kurie pakeičiami puodais ar potenciometrais, valdymo svirčių nėra, vis dėlto galima tikėtis, kad sistemos darbinis pajėgumas bus lygiavertis profesionalūs vienetai.

Nešiojamąjį PWM siųstuvą iš esmės sudarys „Tx“ nuotolinis modulis, integruotas su 4 atskiromis PWM valdymo grandinėmis, o kvadrokopterį reikės uždaryti su 1 Rx grandine, integruota su 4 atskiromis BLDC tvarkyklių grandinėmis.

Pradėkime nuo kvadrokopterio variklio grandinių ir pažiūrėkime, kaip reikia sukonfigūruoti BLDC variklio valdiklį ir prijungti jį prie Rx grandinės.

Quadcopter PWM imtuvo grandinė

Viename iš ankstesnių įrašų sužinojome, kaip universalų BLDC variklio valdiklį galima sukurti naudojant vieną mikroschemą, tačiau ši konstrukcija nėra skirta palyginti sunkesniems kvadrokopterio varikliams valdyti, todėl gali būti netinkama šiai programai.

Laimei, galima įsigyti „didžiojo brolio“ variantą pirmiau nurodytai grandinei ir jis puikiai tinka keturračių variklių varymui. Ačiū „TEXAS INSTRUMENTS“, kad suteikė mums tokius nuostabius vienos mikroschemos taikymo grandinės modulius.

Norėdami sužinoti daugiau apie šį didelės srovės BLDC tvarkyklės IC, galite perskaityti toliau pateiktą to paties pdf duomenų lapą

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

Žemiau pateiktoje schemoje parodyta visa kvadrokopterio variklio valdiklio valdiklio schema naudojant DRV11873 IC, kuris yra autonominė silpnos srovės BLDC variklio grandinė, kurią sudaro visos reikalingos apsaugos funkcijos, tokios kaip apsauga nuo perkrovos, šiluminė apsauga ir kt. Šis modulis iš esmės sudaro ESC mūsų dabartiniam kvadrokopterio vienetui.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie šį dizainą ir išsamią PCB informaciją, galite žiūrėti toliau pateiktą originalų dokumentą:

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

Quadcopter PWM nuotolinio valdymo grandinė

Kaip tai veikia

IC FS ir FG kištukai yra skirti sustiprinti IC su papildomais valdymais per išorines grandines, nes mes nenaudojame šių funkcijų savo konstrukcijoje, šie kaiščiai gali būti nenaudojami ir nutraukti iki teigiamos linijos per 100K rezistorių.

IC RD kaištis nusprendžia variklio sukimosi kryptį. Prijungus šį kaištį prie Vcc per 100K rezistorių, variklis gali pasisukti prieš laikrodžio rodyklę, palikdamas jį neprijungtą, priešingai ir leidžia varikliui suktis pagal laikrodžio rodyklę.

Kaištis Nr. 16 yra PWM įvestis, naudojama įpurškiant PWM įvestį iš išorinio šaltinio, keičiant PWM darbo ciklą, atitinkamai keičiamas variklio greitis.

FR, CS kištukai taip pat neturi reikšmės poreikiui, todėl juos galima palikti nenaudojamus, kaip parodyta diagramoje, ir nutraukti iki teigiamos linijos per 100K rezistorių.

U, V, W kištukai yra variklio išėjimai, kuriuos reikia sujungti su atitinkamu kvadrokopterio BLDC 3 fazių varikliu.

COM kontaktas skirtas prijungti 3 fazių variklio bendrą laidą, jei jūsų variklis neturi bendro laido, galite jį paprasčiausiai imituoti, prijungę 3 2k2 rezistorių nosis prie U, W, W kaiščių ir tada prisijungdami prie jų baigiasi IC COM kaiščiu.

Schemoje taip pat parodytas IC 555, sukonfigūruotas PWM stabiliosios grandinės režimu. Tai tampa grandinės modulio dalimi, o PWM išvestį iš jo kaiščio Nr. 7 galima pamatyti prijungtą prie DRV IC grandinės PWM įvesties, kad būtų galima įjungti 4 variklius pastoviu pagrindiniu greičiu ir leisti varikliui nuolat kyboti. greičiu tam tikroje vietoje.

Tai užbaigia pagrindinę ELC grandinę arba BLDC tvarkyklę, skirtą keturkopio konstrukcijai.

Mūsų keturkopio konstrukcijoje mums reikės keturių tokių modulių keturiems varikliams.

Reiškia, 4 tokius DRV IC kartu su IC 555 PWM pakopa reikės susieti su kiekvienu iš keturių kvadrokopterių variklių.

Šie moduliai užtikrins, kad paprastai visi 4 varikliai būtų nustatyti iš anksto nustatytu greičiu, taikant fiksuotą ir identišką PWM signalą kiekvienai atitinkamai DRV valdiklio IC.

Dabar sužinokime, kaip PWM gali būti pakeistas per nuotolinio valdymo pultą, norint pakeisti atskiro variklio greitį naudojant įprastą 4 kanalų nuotolinio valdymo telefoną.

RF imtuvo modulis (PWM dekoderis)

Pirmiau pateiktoje grandinėje rodoma imtuvo nuotolinio radijo dažnio grandinė, kuri turėtų būti patalpinta kvadrokopterio išorės belaidžio PWM duomenims gauti iš vartotojo nuotolinio siųstuvo ragelio ir tada tinkamai apdoroti signalus, kad būtų galima tiekti lydinčius DRV valdiklio modulius, kaip paaiškinta skyriuje. ankstesnis skyrius.

4 išėjimus, vadinamus PWM # 1 .... PWM # 4 reikia prijungti prie DRV IC PWM kaiščio Nr. 15, kaip nurodyta ankstesnėje diagramoje.

Šie PWM kontaktai iš RF imtuvo įsijungia, kai vartotojas paspaudžia atitinkamą mygtuką savo siųstuvo ragelyje.

Kaip reikia prijungti RF siųstuvą (PWM kodavimo įrenginį)

Pirmiau pateiktame skyriuje aptarėme „Rx“ arba nuotolinio imtuvo grandinę ir tai, kaip jos 4 išėjimus reikia prijungti prie keturračių variklių ESC tvarkyklės modulių.

Čia mes matome, kaip paprastą RF siųstuvą reikia sukurti ir prijungti prie PWM grandinių, kad PWM duomenys būtų perduoti belaidžiu būdu į kvadrokopterio imtuvo bloką, kad atskiro variklio greitis būtų valdomas tiesiog paspaudus mygtuką, o tai galiausiai sukelia quadcopter pakeisti kryptį ar jo greitį, atsižvelgiant į vartotojų pageidavimus.

“4 bitų sumavimo tiesos lentelė ”

Aukščiau pateiktoje grandinėje parodytos siųstuvo modulio laidų detalės. Idėja atrodo gana paprasta, pagrindinę siųstuvo grandinę sudaro TSW434 lustas, perduodantis užkoduotus PWM signalus į atmosferą, ir HT12E, kuris tampa atsakingas už užkoduotų signalų tiekimą į TSW lustą.

PWM signalus generuoja 4 atskiri IC 555 grandinės etapai, kurie gali būti identiški tam, kuris anksčiau buvo aptartas DRV valdiklio modulyje.

4 IC grandinių PWM turinį galima matyti užbaigus atitinkamus kodavimo įrenginio IC HT12E kontaktus per 4 atskirus mygtukus, pažymėtus kaip SW1 ---- SW4.

Kiekvienas iš šių mygtukų atitinka ir perjungia identišką imtuvo modulio iškabą, kurią aptarėme anksčiau ir nurodėme kaip PWM # 1, PWM # 2 ... .. PWM # 4.

Reiškia, kad paspaudus SW1, imtuvo bloko PWM # 1 išvestis gali būti aktyvi, ir tai pradės maitinti gautus dekoduotus PWM signalus iš siųstuvo į susijusį DRV modulį ir savo ruožtu paskatins atitinkamą variklį atitinkamai pakeisti savo greitį.

Panašiai paspaudus SW2,3,4, galima paveikti kitų 3 kvadrokopterių variklių greitį, kaip to nori vartotojai.

IC 555 PWM grandinė

4 PWM grandinės, parodytos aukščiau esančiame RF siųstuvo ragelyje, gali būti sukonstruotos remiantis šia diagrama, kuri yra visiškai panaši į tą, kuri buvo matoma mūsų DRV valdiklio ESC grandinėje.

Atminkite, kad 5K puodas gali būti įprasto puodo formos ir šis puodas gali būti naudojamas papildomai su mygtukais, norint pasirinkti skirtingus greičius atitinkamuose varikliuose.

Tai reiškia, kad laikant nuspaustą pasirinktą mygtuką ir tuo pačiu metu judinant atitinkamą 5KPWMpot, kvadrokopteris gali padidinti arba sumažinti savo greitį norima kryptimi.

Arba PWM gali būti iš pradžių nustatytas aukštesniame ar žemesniame lygyje, tada paspaustas atitinkamas mygtukas, kad atitinkamas kvadrokopterio variklis galėtų pasiekti pageidaujamą greitį, kaip nustatyta PWM.

Quadcopter variklio specifikacija

Pirmiau paaiškinta „Qiadcopter“ nuotolinio valdymo grandinė skirta naudoti tik rodymui ir negali būti naudojama keliant krovinius ar fotoaparatą. Tai reiškia, kad konstrukcijoje naudojami varikliai turėtų būti mažos srovės tipo.

DRV11873 IC yra skirtas varikliams, kurių galia yra 15 V, 1,5 ampero arba maždaug 20 vatų variklis ..., todėl tam gali būti naudojamas bet koks 3 fazių BLDC variklis, kurio galia yra nuo 15 iki 30 vatų.

Šio kvadrokopterio konstrukcijos akumuliatorius gali būti bet kokia 12v „Lipo pr“ ličio jonų baterija, galinti tiekti 15 V smailę esant 1,5 amperų nuolatinei srovei.