למרות שניתן לרכוש מעגלי שלט רחוק של quadcopter בקלות רבה מהשוק או מכל חנות מקוונת, תחביב אלקטרוניקה נלהב לעולם אינו רשאי ללמוד כיצד באמת אלה מתפקדים והאם ניתן לבנות אותם בבית או לא?

במאמר זה ננסה לבנות a מעגל שלט רחוק quadcopter פשוט באמצעות רכיבים בדידים ושימוש במודולי שלט רחוק RF, ומבלי לערב את המעגלים המורכבים מבוססי MCU.

המדריך שלב אחר שלב יביא למעשה את חובבי העניין המעוניינים להבין כיצד פשוט ניתן לשלוט על quadcopter באמצעות מושג PWM.

כבר למדנו את יסודות ה quadcopter , עכשיו בואו נחקור את החלק בשלט רחוק אשר בסופו של דבר יעזור להטיס את היחידה מרחוק.

נדרשים מודולים בסיסיים

המרכיבים העיקריים שעשויים להידרש לפרויקט ניתנים להלן:

באופן בסיסי נצטרך את שלושת המעגלים הבאים:

1) 4 דרך RF שלט רחוק Tx, מודולי Rx - 1 סט

2) מעגלי גנרטור PWM מבוסס IC 555 - 4no

3) מעגלי בקר מנוע BLDC - 4 מספרים

מכיוון שמדובר בגרסה תוצרת בית, אנו יכולים לצפות לחוסר יעילות עם העיצוב המוצע, כגון היעדר ג'ויסטיקים לבקרות, המוחלפים בסירים או פוטנציומטרים, עם זאת ניתן לצפות כי יכולת העבודה של המערכת תהיה זהה לזו של יחידות מקצועיות.

יחידת משדר ה- PWM כף יד תכלול בעצם את מודול ה- Tx המרוחק המשולב עם 4 מעגלי בקרת PWM בדידים, בעוד שה quadcopter יצטרך להיות מוקף במעגל Rx אחד המשולב עם 4 מעגלי נהג BLDC נפרדים.

נתחיל במעגלי המנוע הארבע-עיניים ונראה כיצד צריך להגדיר את בקר המנוע BLDC ולחבר אותו למעגל Rx.

מעגל מקלט PWM של Quadcopter

באחד הפוסטים הקודמים למדנו כיצד ניתן לבנות בקר מנוע BLDC רב-תכליתי באמצעות שבב יחיד, אולם תכנון זה אינו מיועד להפעלת מנועים כבדים יחסית של quadcopter, ולכן יתכן שהוא אינו מתאים ליישום הנוכחי.

אפשרות 'האח הגדול' עבור המעגל הנ'ל זמינה למרבה המזל והופכת למתאימה לחלוטין להנעת מנועי Quadcopter. תודה ל- TEXAS INSTRUMENTS, על כך שסיפקו לנו מודולי מעגלים נפלאים כאלה שיישומי שבב יחיד.

למידע נוסף על IC זה הנהג BLDC הנוכחי גבוה, אתה יכול להתייחס לגליון הנתונים הבא של pdf של אותו

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

ההגדרה שלהלן מציגה את סכמת המעגלים המלאה של בקר הנהג המנוע הארבע-עזר באמצעות ה- DRV11873 IC המהווה מעגל מנוע BLDC זרם נמוך המורכב מכל תכונות ההגנה הנדרשות כגון הגנה מפני עומס יתר, הגנה תרמית וכו '. מודול זה מהווה בעצם את ה- ESC ליחידת ה quadcopter הנוכחית שלנו.

למידע נוסף על תכנון זה ופרטי PCB, ניתן לעיין במסמך המקורי להלן:

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

מעגל שלט רחוק מבוסס Quadcopter PWM

איך זה עובד

ה- FS ו- FG pinouts של ה- IC מיועדים לשיפור ה- IC עם תוספת בקרות דרך מעגלים חיצוניים, מכיוון שאיננו משתמשים בתכונות אלה בתכנון שלנו, ניתן לשמור על סיכות אלה ולהפסיק אותם לקו החיובי באמצעות נגד 100K.

ה- pin pin של ה- IC מחליט את כיוון הסיבוב של המנוע. חיבור סיכה זו ל- Vcc באמצעות נגד 100K מאפשר סיבוב נגד כיוון השעון על המנוע ואילו השארתו ללא חיבור עושה את ההפך ומאפשר למנוע להסתובב בכיוון השעון.

סיכה מס '16 היא קלט ה- PWM המשמש להזרקת קלט PWM ממקור חיצוני, ומשנה את מחזור החובה של ה- PWM משנה את מהירות המנוע בהתאם.

ה- pin, ה- FR ו- CS אינם רלוונטיים לצורך ולכן ניתן להשאירם ללא שימוש כמוצג בתרשים, ולהפסיקם לקו החיובי דרך נגד 100K.

פינות ה- U, V, W הן יציאות המנוע אשר צריך להתחבר למנוע ה- Quadcopter BLDC 3 שלב בהתאמה.

ה- pin-out של COM מיועד לחיבור החוט המשותף של המנוע התלת-פאזי, אם למנוע שלך אין חוט משותף, אתה יכול פשוט לדמות אותו על ידי חיבור 3 נק 'של נגדים 2k2 לסיכות U, W, W ואז להצטרף למשותף שלהם מסתיים עם סיכת ה- COM של ה- IC.

התרשים מראה גם IC 555 מוגדר במצב מעגל PWM אסטאלי. זה הופך לחלק ממודול המעגל וניתן לראות את פלט ה- PWM מהסיכה מספר 7 שלו מחובר לכניסת ה- PWM של מעגל ה- DRV IC על מנת ליזום את 4 המנועים במהירות בסיס קבועה ולאפשר למנוע לרחף קבוע. מהירות במקום נתון.

זה מסכם את מעגל ELC הראשי או את מעגל הנהג BLDC לתכנון quadcopter החוצה.

נצטרך ארבעה מודולים כאלה עבור ארבעת המנועים בעיצוב הארבע-מסוק שלנו.

פירוש הדבר, ש- 4 DRV IC כזה יחד עם שלב IC 555 PWM יצטרכו להיות קשורים לכל אחד מארבעת המנועים של ה quadcopter.

מודולים אלה יבטיחו שבדרך כלל כל 4 המנועים נקבעים במהירות קבועה מראש על ידי החלת אות PWM קבוע וזהה על כל אחד מממשקי הבקר הרלוונטיים של DRV.

עכשיו בואו ללמוד כיצד ניתן לשנות את ה- PWM באמצעות שלט רחוק על מנת לשנות את מהירויות המנוע האישי באמצעות מכשיר שלט רחוק רגיל ל -4 ערוצים.

מודול מקלט ה- RF (מפענח PWM)

המעגל לעיל מראה את מעגל ה- RF המרוחק המקלט שאמור להיות מאוכסן בתוך ה quadcopter לקבלת נתוני PWM אלחוטיים חיצוניים ממכשיר המשדר המרוחק של המשתמש ואז לעבד את האותות כראוי על מנת להזין את מודולי הבקר DRV הנלווים כמוסבר בת החלק הקודם.

4 היציאות הנקראות PWM # 1 ... .PWM # 4 צריך להיות מחובר עם סיכת PWM # 15 של ה- DRV IC כפי שצוין בתרשים הקודם.

פינות ה- PWM הללו מיחידת מקלט ה- RF הופכות להיות מופעלות בכל פעם שלוחץ על הכפתור המתאים במכשיר המשדר שלו.

כיצד צריך לחבר את משדר ה- RF (מקודד PWM)

בסעיף לעיל עמדנו על ה- Rx או על מעגל המקלט המרוחק וכיצד יש לחבר את 4 היציאות שלו עם מודולי הנהג ESC של מנוע ה quadcopter.

כאן אנו רואים כיצד צריך ליצור ולחווט את משדר ה- RF הפשוט עם מעגלי PWM להעברת נתוני ה- PWM באופן אלחוטי ליחידת מקלט ה quadcopter כך שמהירויות המנוע האישי נשלטות פשוט בלחיצת כפתור, מה שבסופו של דבר גורם ל quadcopter לשנות כיוון או מהירותו, בהתאם להעדפות המשתמשים.

“כיצד נשלחים אותות אנלוגיים ”

המעגל המוצג לעיל מציג את פרטי החיווט של מודול המשדר. הרעיון נראה די פשוט, מעגל המשדר הראשי נוצר על ידי שבב TSW434 המעביר את אותות ה- PWM המקודדים לאטמוספירה, וה- HT12E שהופך לאחראי להזנת האותות המקודדים לשבב TSW.

אותות ה- PWM נוצרים על ידי 4 שלבי מעגל IC 555 נפרדים שעשויים להיות זהים לזה שנדון קודם במודול בקר DRV.

ניתן לראות את תוכן ה- PWM של ארבעת המעגלים המסתיימים לפינאוטים המתאימים של המקודד IC HT12E דרך ארבעה כפתורי לחיצה נפרדים המצוינים כ- SW1 - SW4.

כל אחד מהלחצנים הללו תואם ומחליף את הזיהוי הזהה של מודול המקלט עליו דנו קודם וצוין כ- PWM # 1, PWM # 2 ... .. PWM # 4.

המשמעות של לחיצה על SW1 עלולה לגרום ליציאת PWM # 1 של יחידת המקלט לפעולה וזה יעבור לפתיחה יתחיל להזין את אותות ה- PWM המקודדים שהתקבלו מהמשדר למודול ה- DRV המשויך ובתורו לגרום למנוע הרלוונטי לשנות את מהירותו בהתאם.

באופן דומה, ניתן להשתמש בלחיצה על SW2,3,4 להשפעה על מהירויותיהם של 3 מנועי הארבעה האחרים לפי רצון המשתמשים.

מעגל IC 555 PWM

ניתן לבנות את 4 מעגלי ה- PWM המוצגים במכשיר משדר ה- RF שלמעלה על ידי התייחסות לתרשים הבא, הדומה בדיוק לזה שנראה במעגל ESC של בקר ה- DRV שלנו.

אנא זכור כי סיר 5K יכול להיות בצורת סיר רגיל וסיר זה יכול לשמש בנוסף באמצעות הכפתורים לבחירת מהירויות שונות במנועים המתאימים.

הכוונה היא על ידי לחיצה על לחצן שנבחר ולחץ בו זמנית על 5KPWMpot המתאים, עלול לגרום ל quadcopter להגדיל או להקטין את מהירותו בכיוון המיועד.

לחלופין ניתן לכוון את ה- PWM בתחילה לרמה גבוהה או נמוכה יותר ואז ללחוץ על הכפתור המתאים כדי לאפשר למנוע הרביעי המקביל להשיג את המהירות המועדפת, בהתאם להגדרת PWM.

מפרט מנוע Quadcopter

מעגל השלט-רחוק של Qiadcopter שהוסבר לעיל נועד לשמש למטרות תצוגה בלבד, ואינו יכול לשמש להרמת משאות או מצלמה. זה מרמז כי המנועים המשמשים בתכנון רצוי שיהיו מסוג זרם נמוך.

ה- DRV11873 IC מיועד לאופנוע מנועים בדירוג של 15 וולט, 1.5 אמפר או סביב 20 וואט מנוע ... כך שכל מנוע BLDC תלת פאזי בעל דירוג של 15 עד 30 וואט יכול לשמש למטרה זו.

הסוללה לתכנון quadcopter זה יכולה להיות כל סוללת Lipo pr Li-ion 12v המסוגלת לספק שיא של 15V בזרם רציף של 1,5 אמפר.