Lai gan kvadrokoptera tālvadības shēmas var ļoti viegli iegādāties tirgū vai no jebkura tiešsaistes veikala, dedzīgam elektroniskajam hobijam nekad nav atļauts uzzināt, kā šīs funkcijas faktiski darbojas un vai tās var uzcelt mājās?

Šajā rakstā mēs centīsimies izveidot vienkārša kvadrokoptera tālvadības shēma izmantojot atsevišķus komponentus un izmantojot RF tālvadības moduļus un neiesaistot sarežģītas uz MCU balstītas shēmas.

Soli pa solim ceļvedis ieinteresētajiem hobijiem faktiski ļaus saprast, kā vienkārši kvadrokopteru var vadīt, izmantojot PWM koncepciju.

Mēs jau esam iemācījušies kvadrokopteru pamati , tagad izpētīsim tālvadības pults sadaļu, kas galu galā palīdzēs lidot ar ierīci attālināti.

Nepieciešami pamata moduļi

Galvenās sastāvdaļas, kas var būt nepieciešamas projektam, ir norādītas zemāk:

Mums būtībā būs nepieciešami šādi 3 ķēdes posmi:

1) četrvirzienu RF tālvadības pults Tx, Rx moduļi - 1 komplekts

2) IC 555 bāzes PWM ģeneratoru shēmas - 4nos

3) BLDC motora kontroliera shēmas - 4nos

Tā kā tā ir pašmāju versija, mēs varam sagaidīt zināmu neefektivitāti ar piedāvāto dizainu, piemēram, vadības sviru neesamību, kas tiek aizstāti ar podiem vai potenciometriem, tomēr var sagaidīt, ka sistēmas darbspēja būs vienāda ar profesionālās vienības.

Rokas PWM raidītāja bloks galvenokārt sastāv no Tx tālvadības moduļa, kas integrēts ar 4 diskrētām PWM vadības ķēdēm, savukārt kvadrokopteram būs jāpievieno 1 Rx ķēde, kas integrēta ar 4 diskrētām BLDC draiveru shēmām.

Sāksim ar kvadrokopteru motora ķēdēm un redzēsim, kā BLDC motora kontrolieris ir jākonfigurē un jāpiestiprina ar Rx ķēdi.

Quadcopter PWM uztvērēja ķēde

Vienā no iepriekšējiem ierakstiem mēs uzzinājām, kā daudzveidīgu BLDC motora kontrolieri var uzbūvēt, izmantojot vienu mikroshēmu, tomēr šī konstrukcija nav paredzēta, lai darbinātu salīdzinoši smagākus kvadrokopteru motorus, tāpēc tas var nebūt piemērots šai lietošanai.

Par laimi ir pieejama opcija “lielais brālis” iepriekšminētajai shēmai, un tā kļūst lieliski piemērota kvadrocopteru motoru vadīšanai. Paldies TEXAS INSTRUMENTS, kas mums nodrošināja tik brīnišķīgus vienas mikroshēmas lietojumprogrammas noteiktos shēmas moduļus.

Lai uzzinātu vairāk par šo lielo pašreizējo BLDC draivera IC, varat atsaukties uz šo pašu pdf datu lapu

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

Turpmāk iestatītais modelis parāda pilnīgu kvadrocoptera motora vadītāja kontroliera shēmas shēmu, izmantojot DRV11873 IC, kas ir autonoma zema strāvas BLDC motora ķēde, kas sastāv no visām nepieciešamajām aizsardzības funkcijām, piemēram, pārslodzes aizsardzība, termiskā aizsardzība utt. Šis modulis pamatā veido ESC mūsu pašreizējai kvadrokopteru vienībai.

Lai iegūtu papildinformāciju par šo dizainu un detalizētu informāciju par PCB, skatiet tālāk redzamo oriģinālo dokumentu:

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

Quadcopter PWM bāzes tālvadības shēma

Kā tas strādā

IC FS un FG pinouts ir paredzēti, lai uzlabotu IC ar pievienotu vadību caur ārējām ķēdēm, jo mēs šīs funkcijas neizmantojam mūsu projektā, šīs tapas var neizmantot un izbeigt ar pozitīvo līniju caur 100K rezistoru.

IC RD pinout izlemj motora rotācijas virzienu. Savienojot šo tapu ar Vcc, izmantojot 100K rezistoru, motoru var pagriezt pretēji pulksteņrādītāja kustības virzienam, atstājot to nesavienotu, tas notiek tieši pretēji un ļauj motoram griezties pulksteņrādītāja virzienā.

Pin # 16 ir PWM ieeja, ko izmanto, lai ievadītu PWM ieeju no ārēja avota, mainot PWM darba ciklu, attiecīgi tiek mainīts motora ātrums.

FR, CS pinouts arī nav nozīmes nepieciešamībai, un tāpēc tos var atstāt neizmantotus, kā parādīts diagrammā, un izbeigt ar pozitīvo līniju caur 100K rezistoru.

U, V, W tapas ir motora izejas, kas jāpievieno attiecīgajam kvadrokoptera BLDC 3 fāzes motoram.

COM pinout ir paredzēts trīsfāzu motora kopējā vada savienošanai, ja jūsu motoram nav kopēja vada, varat to vienkārši simulēt, savienojot 3 2k2 rezistoru noslēgus ar U, W, W tapām un pēc tam pievienoties to kopīgajam beidzas ar IC COM kontaktu.

Shēma parāda arī IC 555, kas konfigurēts PWM astable shēmas režīmā. Tas kļūst par ķēdes moduļa daļu, un PWM izeju no tā kontakta # 7 var redzēt savienotu ar DRV IC ķēdes PWM ieeju, lai iedarbinātu 4 motorus ar nemainīgu bāzes ātrumu un ļautu motoram pastāvīgi lidināties ātrumu noteiktā vietā.

Tādējādi tiek pabeigta galvenā ELC ķēde vai BLDC vadītāja ķēde kvadrokopteru projektēšanai.

Mūsu kvadrokopteru konstrukcijā mums būs nepieciešami četri šādi moduļi četriem motoriem.

Nozīme, 4 šādi DRV IC kopā ar IC 555 PWM posmu būs jāsaista ar katru no četrkoptera 4 motoriem.

Šie moduļi nodrošinās, ka parasti visi 4 motori tiek iestatīti uz iepriekš noteiktu ātrumu, katram attiecīgajam DRV kontroliera IC lietojot fiksētu un identisku PWM signālu.

Tagad uzzināsim, kā PWM var mainīt, izmantojot tālvadības pulti, lai mainītu atsevišķa motora ātrumu, izmantojot parasto 4 kanālu tālvadības klausuli.

RF uztvērēja modulis (PWM dekoders)

Iepriekš minētajā shēmā parādīta uztvērēja attālā RF shēma, kas paredzēta izmērā kvadrokopterā, lai saņemtu ārējos bezvadu PWM datus no lietotāja tālvadības raidītāja klausules un pēc tam atbilstoši apstrādātu signālus, lai padotu pievienotos DRV kontroliera moduļus, kā paskaidrots iepriekšējā sadaļa.

4 izejas ar nosaukumu PWM # 1 .... PWM # 4 jāsavieno ar DRV IC PWM kontaktu Nr. 15, kā norādīts iepriekšējā diagrammā.

Šie PWM kontakti no RF uztvērēja bloka tiek aktivizēti ikreiz, kad lietotājs savā raidītāja tālrunī nospiež attiecīgo pogu.

Kā jāveido RF raidītāja vads (PWM kodētājs)

Iepriekšējā sadaļā mēs apspriedām Rx vai tālvadības uztvērēja ķēdi un to, kā tā 4 izejas jāsavieno ar četrkopteru motora ESC draiveru moduļiem.

Šeit mēs redzam, kā vienkāršais RF raidītājs ir jāizveido un jāsavieno ar PWM ķēdēm, lai PWM datus bezvadu režīmā pārsūtītu uz kvadrokoptera uztvērēja bloku tā, lai atsevišķa motora ātrumus kontrolētu vienkārši ar pogas nospiešanu, kas galu galā izraisa kvadrokopteru, lai mainītu virzienu vai tā ātrumu atbilstoši lietotāju vēlmēm.

“4 bitu saskaitītāja patiesības tabula ”

Iepriekš parādītajā shēmā parādīti raidītāja moduļa detaļas. Ideja izskatās diezgan vienkārša, galveno raidītāja ķēdi veido TSW434 mikroshēma, kas pārraida kodētos PWM signālus atmosfērā, un HT12E, kas kļūst atbildīgs par kodēto signālu padevi TSW mikroshēmai.

PWM signālus ģenerē 4 atsevišķi IC 555 ķēdes posmi, kas var būt identiski tam, kas iepriekš tika apspriests DRV kontroliera modulī.

4 IC mikroshēmu PWM saturu var redzēt savienotu ar kodētāja IC HT12E attiecīgajiem kontaktiem, izmantojot 4 atsevišķas spiedpogas, kas apzīmētas kā SW1 ---- SW4.

Katra no šīm pogām atbilst un pārslēdz uztvērēja moduļa identisko tapu, kuru mēs iepriekš apspriedām un norādījām kā PWM # 1, PWM # 2 ... ..PWM # 4.

Nozīme, nospiežot SW1, var izraisīt aktīvu uztvērēja PWM # 1 izeju, un tas sāks padot saņemtos dekodētos PWM signālus no raidītāja uz saistīto DRV moduli un savukārt liks attiecīgajam motoram attiecīgi mainīt savu ātrumu.

Līdzīgi, nospiežot SW2,3,4, var izmantot, lai ietekmētu pārējo 3 kvadrokopteru motoru ātrumus, kā to vēlas lietotāji.

IC 555 PWM shēma

4 PWM shēmas, kas parādītas iepriekšminētajā RF raidītāja klausulē, var izveidot, atsaucoties uz nākamo shēmu, kas ir tieši līdzīga tai, kas bija redzama mūsu DRV kontroliera ESC ķēdē.

Lūdzu, atcerieties, ka 5K katls varētu būt parastā katla formā, un šo katlu varētu papildus izmantot ar pogām dažādu ātrumu izvēlei attiecīgajos motoros.

Nozīme, turot nospiestu izvēlēto pogu un vienlaikus pārvietojot atbilstošo 5KPWMpot, kvadrokopteram var izraisīt vai samazināt ātrumu paredzētajā virzienā.

Alternatīvi PWM sākotnēji varētu iestatīt kādā augstākā vai zemākā līmenī un pēc tam nospiest atbilstošo pogu, lai attiecīgajam kvadrokoptera motoram ļautu sasniegt vēlamo ātrumu, kā norādīts PWM iestatījumā.

Quadcopter motora specifikācija

Iepriekš paskaidrotā Qiadcopter tālvadības shēma ir paredzēta izmantošanai tikai displeja vajadzībām, un to nevar izmantot kravu vai kameru celšanai. Tas nozīmē, ka konstrukcijā izmantotajiem motoriem vēlams būt ar zemas strāvas tipu.

DRV11873 IC ir paredzēts, lai ieslēgtu motorus ar 15 V, 1,5 ampēriem vai aptuveni 20 vatu motoru ... tāpēc šim nolūkam var izmantot jebkuru 3 fāžu BLDC motoru ar jaudu no 15 līdz 30 vatiem.

Šī kvadrokoptera dizaina akumulators var būt jebkura 12 V Lipo pr Li-ion baterija, kas spēj piegādāt 15 V maksimumu ar 1,5 ampēru nepārtrauktu strāvu.