Эталонны дызайн прапелера беспілотніка MICROCHIP dsPIC33EP32MC204

Уводзіны

БОЛЬШVIEW
Эталонны дызайн уяўляе сабой недарагую ацэначную платформу, прызначаную для прымянення квадракоптэраў/беспілотнікаў з прапелерамі, якія прыводзяцца ў рух трохфазнымі сінхроннымі або бесщеточнымі рухавікамі з пастаяннымі магнітамі. Гэтая канструкцыя заснавана на Microchip dsPIC33EP32MC204 DSC, прыладзе кіравання рухавіком.

МАЛЮНОК 1-1: Эталонны дызайн кантролера рухавіка беспілотніка dsPIC33EP32MC204 

АСАБЛІВАСЦІ

Асноўныя характарыстыкі эталоннага дызайну наступныя:

• Магутнасць кіравання трохфазным рухавіком Stage
• Зваротная сувязь па фазавым току праз метад шунтавання для больш высокай прадукцыйнасці
• Фаза абtage зваротная сувязь для рэалізацыі трапецападобнага кіравання без датчыкаў або старту з месца
• DC Bus томtagе зваротная сувязь для за-тtagе абарона
• Загаловак ICSP для паслядоўнага праграмавання ўнутры схемы з выкарыстаннем праграматара/адладчыка Microchip
• Загаловак сувязі CAN

БЛОКАВАЯ СХЕМА

 

Розныя апаратныя часткі эталоннага дызайну паказаны на малюнку 1-3 і зведзены ў табліцы 1-1.

МАЛЮНОК 1-3: АПАРАТУРНЫЯ РАЗДЗЕЛЫ

Табліца 1-1 Раздзелы абсталявання
Раздзел	Апаратны раздзел
1	Інвертар кіравання трохфазным рухавіком
2	dsPIC33EP32MC204 і звязаная схема
3	Драйвер MOSFET MCP8026
4	Інтэрфейс CAN
5	Рэзістары, якія вызначаюць ток
6	Загаловак інтэрфейсу паслядоўнай сувязі
7	Загаловак ICSP™

8	Загаловак карыстальніцкага інтэрфейсу
9	Загаловак паслядоўнага інтэрфейсу драйвера MOSFET DE2

Апісанне інтэрфейсу платы

УВОДЗІНЫ
У гэтай главе прыводзіцца больш падрабязнае апісанне інтэрфейсаў уводу і вываду эталоннага дызайну кантролера рухавіка дрона. Закранаюцца наступныя тэмы:

• Раздымы платы
• Функцыі Pin dsPIC DSC
• Pin функцыі драйвера MOSFET

РАЗЪЕМЫ ПЛАТЫ
У гэтым раздзеле апісваюцца раздымы на плаце кантролера Smart Drone. Яны паказаны на малюнку 2-1 і зведзены ў табліцы 2-1.

• Падача ўваходнага сілкавання на плату кантролера Smart Drone.
• Дастаўка выхадаў інвертара на рухавік.
• Дазвол карыстачу праграмаваць/адладжваць прыладу dsPIC33EP32MC204.
• Інтэрфейс з сеткай CAN.
• Устанаўленне паслядоўнай сувязі з галоўным ПК.
• Падача эталоннага сігналу хуткасці.

МАЛЮНОК 2-1: РАЗНЯТЫ – Эталонны дызайн кантролера рухавіка дрона 

ТАБЛІЦА 2-1 РАЗЪЕМЫ 

Абазначэнне раздыма	Няма шпілек	Статус	Апісанне
ISP1	5	Заселены	Загаловак ICSP™ – інтэрфейс праграміста/адладчыка да dsPIC® DSC
P5	6	Заселены	Загаловак інтэрфейсу сувязі CAN
P3	2	Заселены	Загаловак інтэрфейсу паслядоўнай сувязі
P2	2	Заселены	ШІМ/аналагавы інтэрфейс апорнай хуткасці
ФАЗА А, ФАЗА B, ФАЗА С	3	Ненаселены	Выхады трохфазнага інвертара
VDC, GND	2	Ненаселены	Уваходны раз'ём сілкавання пастаяннага току (VDC: станоўчая клема, GND: адмоўная клема)
P1	2	Заселены	Загаловак паслядоўнага інтэрфейсу драйвера MOSFET DE2. Калі ласка, звярніцеся да Спецыфікацыі апаратнага забеспячэння і пратаколу сувязі MCP8025A/6

Загаловак ICSP™ для інтэрфейсу праграміста/адладчыка (ISP1)
6-кантактны раз'ём ISP1 можна злучыць з праграматарам, напрыкладample, PICkit 4, для праграмавання і адладкі. Гэта не заселена. Пры неабходнасці запоўніце нумар дэталі 68016-106HLF або аналагічны. Падрабязныя звесткі аб штыфтах прадстаўлены ў табліцы 2-2.

ТАБЛІЦА 2-2: АПІСАННЕ PIN-КОДА – ЗАГАЛОЎК ISP1 

Замацаваць #	Назва сігналу	Pin Апісанне
1	MCLR	Device Master Clear (MCLR)
2	+3.3В	Пастаўка выпtage
3	GND	зямля
4	PGD	Лінія дадзеных праграмавання прылады (PGD)
5	PGC	Лінія гадзіннікаў праграмавання прылады (PGC)

Загаловак інтэрфейсу сувязі CAN (P5)
Гэты 6-кантактны раз'ём можна выкарыстоўваць для ўзаемадзеяння з сеткай CAN. Падрабязныя звесткі аб штыфтах прадстаўлены ў табліцы 2-3.

ТАБЛІЦА 2-3: АПІСАННЕ PIN-КОДА – ЗАГАЛОЎК P5 

Замацаваць #	Назва сігналу	Pin Апісанне
1	3.3 В	Пастаўляе 3.3 вольта на знешні модуль (макс. 10 ма)
2	ЧАКАННЕ	Уваходны сігнал, каб перавесці смарт-кантролер у рэжым чакання
3	GND	зямля
4	КАНТКС	Перадатчык CAN (3.3 В)
5	КАНРХ	Прыёмнік CAN (3.3 В)
6	DGND	Падлучаны да лічбавай зямлі на плаце

Загаловак інтэрфейсу даведкі аб хуткасці (P2)
2-кантактны загаловак P2 выкарыстоўваецца для забеспячэння спасылкі на хуткасць убудаванага праграмнага забеспячэння з дапамогай 2 метадаў. Кантакты абаронены ад кароткага замыкання. Падрабязнасці загалоўка P2 прыведзены ў табліцы 2-4.

ТАБЛІЦА 2-4: АПІСАННЕ PIN-КОДА – ЗАГАЛОЎК P2 

Замацаваць #	Назва сігналу	Pin Апісанне
1	INPUT_FMU_PWM	Лічбавы сігнал - ШІМ 50 Гц, 3-5 Вольт, 4-85%
2	ХУТКАСЦЬ РЭКЛАМЫ	Аналагавы сігнал - ад 0 да 3.3 В

Загаловак паслядоўнай сувязі (P3)
2-кантактны раз'ём P3 можна выкарыстоўваць для доступу да невыкарыстоўваемых вывадаў мікракантролера для пашырэння функцый або адладкі, а звесткі аб вывадзе загалоўка J3 прыведзены ў табліцы 2-4.

ТАБЛІЦА 2-4: АПІСАННЕ PIN-КОДА – ЗАГАЛОЎК P3 

Замацаваць #	Назва сігналу	Pin Апісанне
1	RXL	UART - прыёмнік
2	Тэкшл	UART - перадатчык

Драйвер паслядоўнага інтэрфейсу MOSFET DE2 (P1)
2-кантактны раз'ём P1 можна выкарыстоўваць для доступу да невыкарыстоўваемых вывадаў мікракантролера для пашырэння функцый або адладкі, а звесткі аб вывадзе загалоўка J3 прыведзены ў табліцы 2-4.

ТАБЛІЦА 2-4: АПІСАННЕ PIN-КОДА – ЗАГАЛОЎК P1

Замацаваць #	Назва сігналу	Pin Апісанне
1	DE2	UART – сігнал DE2
2	GND	Зазямленне платы, якое выкарыстоўваецца для вонкавага злучэння

Выхадны раз'ём інвертара
Эталонны дызайн можа кіраваць трохфазным рухавіком PMSM/BLDC. Прызначэнне кантактаў раздыма паказана ў табліцы 2-6. Неабходна падключыць правільную паслядоўнасць фаз рухавіка, каб прадухіліць зваротнае кручэнне.

ТАБЛІЦА 2-6: АПІСАННЕ PIN-КОДА 

Замацаваць #	Pin Апісанне
ФАЗА А	Выхад 1 фазы інвертара
ФАЗА Б	Выхад 2 фазы інвертара
ФАЗА С	Выхад 3 фазы інвертара

Уваходны раз'ём пастаяннага току (VDC і GND)
Плата прызначана для працы ў пастаяннага току абtagДыяпазон напруг ад 11 да 14 В, якія можна сілкаваць праз раздымы VDC і GND. Дэталі раздыма прыведзены ў табліцы 2-7.

ТАБЛІЦА 2-7: АПІСАННЕ PIN-КОДА 

Замацаваць #	Pin Апісанне
VDC	Уваход пастаяннага току станоўчы
GND	Адмоўнае сілкаванне пастаяннага току

КАРЫСТАЛЬНІЦКІ ІНТЕРФЭЙС
Ёсць два спосабы ўзаемадзеяння з прашыўкай Smart Drone Controller для забеспячэння ўводу апорнай хуткасці.

• Уваход ШІМ (лічбавы сігнал - ШІМ 50 Гц, 3-5 Вольт, 4-55% ПВ)
• Аналагавы выпtage (0 – 3.3 В)

Інтэрфейс ажыццяўляецца праз злучэнне з раздымам P2. Падрабязнасці глядзіце ў табліцы 2-4. Гэтая эталонная канструкцыя мае знешні дадатковы модуль ШІМ-кантролера, які забяспечвае апорную хуткасць. Знешні кантролер мае ўласны потенциометр і 7-сегментны святлодыёдны дысплей. Потенциометр можна выкарыстоўваць для рэгулявання жаданай хуткасці, змяняючы працоўны цыкл ШІМ, які можна змяняць ад 4% да 55%. (50 Гц 4-6 Вольт) у 3 дыяпазонах. Для атрымання дадатковай інфармацыі глядзіце раздзел 3.3.

ФУНКЦЫІ PIN-КОДА dsPIC DSC
Убудаваная прылада dsPIC33EP32MC204 кіруе рознымі функцыямі эталоннага дызайну з дапамогай перыферыйных прылад і магчымасцей ЦП. Функцыі кантактаў dsPIC DSC згрупаваны ў адпаведнасці з іх функцыянальнасцю і прадстаўлены ў табліцы 2-9.

ТАБЛІЦА 2-9: ФУНКЦЫІ PIN-КОДА dsPIC33EP32MC204

Сігнал	dsPIC DSC Pin Нумар	dsPIC DSC Функцыя штыфта	Перыферыйная прылада dsPIC DSC	Заўвагі
Канфігурацыя dsPIC DSC – пастаўка, скід, гадзіннік і праграмаванне
V33	28,40	VDD	Пастаўка	Лічбавае харчаванне +3.3 В для dsPIC DSC
DGND	6,29,39	VSS		Лічбавая зямля
AV33	17	AVDD		Аналагавае харчаванне +3.3 В для dsPIC DSC
АГНД	16	АВСС		Аналагавае зазямленне
OSCI	30	OSCI/CLKI/RA2	Знешні асцылятар	Няма вонкавага злучэння.
RST	18	MCLR	Скінуць	Падключаецца да загалоўка ICSP (ISP1)
ISPDATA	41	PGED2/ASDA2/RP37/RB5	Унутрысхемнае паслядоўнае праграмаванне (ICSP™) або Унутрысхемны адладчык	Падключаецца да загалоўка ICSP (ISP1)
ISPCLK	42	PGEC2/ASCL2/RP38/RB6
IBUS	18	DACOUT/AN3/CMP1C/RA3	Высакахуткасны аналагавы кампаратар 1 (CMP1) і DAC1	Amplified Шынны ток дадаткова фільтруецца перад падключэннем да станоўчага ўваходу CMP1 для выяўлення перагрузкі па току. Парог перагрузкі па току задаецца праз DAC1. Выхад кампаратара ўнутраны даступны як уваход няспраўнасці генератараў ШІМ для адключэння ШІМ без умяшання ЦП.
тtage Зваротная сувязь
ADBUS	23	PGEC1/AN4/C1IN1+/RPI34/R B2	Агульнае ядро ​​АЦП	DC Bus томtagэлектронная зваротная сувязь.
Інтэрфейс адладкі (P3)
RXL	2	RP54/RC6	Функцыя пераназначэння ўводу-вываду і UART	Гэтыя сігналы падключаюцца да загалоўка P3 для інтэрфейсу паслядоўнай сувязі UART.
Тэкшл	1	TMS/ASDA1/RP41/RB9
Інтэрфейс CAN (P5)
КАНТКС	3	RP55/RC7	CAN-прыёмнік, перадатчык і рэжым чакання	Гэтыя сігналы падключаюцца да загалоўка P5
КАНРХ	4	RP56/RC8
ЧАКАННЕ	5	RP57/RC9
Выхады ШІМ
ШІМ3Н	8	RP42/PWM3H/RB10	Выхад модуля ШІМ.	Для атрымання больш падрабязнай інфармацыі глядзіце табліцу дадзеных.
ШІМ3Л	9	RP43/ШІМ3Л/RB11
ШІМ2Н	10	RPI144/ШІМ2Н/RB12
ШІМ2Л	11	RPI45/ШІМ2L/CPLS/RB13
ШІМ1Н	14	RPI46/PWM1H/T3CK/RB14
ШІМ1Л	15	RPI47/PWM1L/T5CK/RB15
Увод-вывад агульнага прызначэння

I_OUT2	22	PGEC3/VREF+/AN3/RPI33/CT ED1/RB1	Агульнае ядро ​​АЦП
MotorGateDr_ CE	31	OSC2/CLKO/RA3	Порт уводу-вываду	Уключае або адключае драйвер MOSFET.
MotorGateDrv _ILIMIT_OUT	36	SCK1/RP151/RC3	Порт уводу-вываду	Абарона ад перагрузкі па току.
DE2	33	FLT32/SCL2/RP36/RB4	UART1	Перапраграмуемы порт, настроены на UART1 TX
DE2 RX1	32	SDA2/RPI24/RA8	UART1	Перапраграмуемы порт, настроены на UART1 RX
Scaled Phase voltagе вымярэнне
ПМСП	21	PGED3/VREF-/ AN2/RPI132/CTED2/RB0	Агульнае ядро ​​АЦП	Зваротная ЭРС нулявога перакрыжаванага зандзіравання ФАЗА C
PHB	20	AN1/C1IN1+/RA1	Агульнае ядро ​​АЦП	Зваротная ЭДС нулявога перакрыжаванага зандзіравання ФАЗА B
PHA, Зваротная сувязь	19	AN0/OA2OUT/RA0	Агульнае ядро ​​АЦП	Зваротная ЭДС нулявога перакрыжаванага зандзіравання ФАЗА A
Ніякіх сувязяў
–	35,12,37,38
–	43,44,24
–	30,13,27

ФУНКЦЫІ ШЫНФОЎ ДРАЙВЕРА MOSFET

Сігнал	MCP8026 Pin Нумар	MCP8026 Функцыя штыфта	Функцыянальны блок MCP8026	Заўвагі
Падключэнне да сілкавання і зазямлення
VCC_LI_PO WER	38,39	VDD	Генератар зрушэння	11-14 Вольт
PGND	36,35,24,20 ,19,7	PGND		Магутнасць зямлі
V12	34	+12В		Выхад 12 Вольт
V5	41	+5В		Выхад 5 Вольт
LX	37	LX		Вузел перамыкача паніжальнага рэгулятара для выхаду 3.3 В
FB	40	FB		Вузел зваротнай сувязі паніжальнага рэгулятара для выхаду 3.3 В
Выхад ШІМ
ШІМ3Н	46	ШІМ3Н	Логіка кіравання варотамі	Для атрымання дадатковай інфармацыі звярніцеся да табліцы дадзеных прылады
ШІМ3Л	45	ШІМ3Л
ШІМ2Н	48	ШІМ2Н
ШІМ2Л	47	ШІМ2Л
ШІМ1Н	2	ШІМ1Н
ШІМ1Л	1	ШІМ1Л
Штыфты для вымярэння току
I_SENSE2-	13	I_SENSE2-	Блок кіравання рухавіком	Фаза А шунт -ве
I_SENSE2+	14	I_SENSE2+		Фаза А шунт +ve
I_SENSE3-	10	I_SENSE3-		Фаза B шунт -ве. Звярніце ўвагу, што гэты шунт знаходзіцца на паўмосце W інвертара.
I_SENSE3+	11	I_SENSE3+		Шунт фазы B +ve. Звярніце ўвагу, што гэты шунт знаходзіцца на паўмосце W інвертара.

I_SENSE1-	17	I_SENSE1-	Блок кіравання рухавіком	Даведка абtagе -ве
I_SENSE1+	18	I_SENSE1+		3.3 В/2 эталонны абtage +ve
I_OUT1	16	I_OUT1		Буферны выхад 3.3 В/2 В
I_OUT2	12	I_OUT2		Ampіфікаваны выхадны ток фазы А
I_OUT3	9	I_OUT3		Ampліфікаваны выхадны ток фазы B
Паслядоўны інтэрфейс DE2
DE2	44	DE2	Генератар зрушэння	Паслядоўны інтэрфейс для канфігурацыі драйвера
Уваходы варот MOSFET
U_Motor	30	PHA	Логіка кіравання варотамі	Падключаецца да фаз рухавіка.
V_Motor	29	PHB
W_Motor	28	ПМСП
Прывад затвора MOSFET High Side
HS0	27	HSA	Логіка кіравання варотамі	MOSFET высокага боку, фаза A
HS1	26	HSB		MOSFET з высокім бокам, фаза B
HS2	25	HSC		MOSFET з высокім бокам, фаза C
Бутстрап
VBA	33	VBA	Логіка кіравання варотамі	Выхад кандэнсатара Boot Strap Phase A
VBB	32	VBB		Выхад кандэнсатара Boot Strap Phase B
VBC	31	VBC		Выхад кандэнсатара Boot Strap Phase C
Прывад затвора MOSFET Low Side
LS0	21	LSA	Логіка кіравання варотамі	МАП-транзістар нізкага ўзроўню, фаза A
LS1	22	LSB		МАП-транзістар нізкага ўзроўню, фаза B
LS2	23	LSC		Нізкі бакавы MOSFET Phase C
Лічбавы ўвод-вывад
MotorGateDrv _CE	3	CE	Порт сувязі	Уключае драйвер MOSFET MC8026.
MotorGateDrv _ILIMIT_OUT	15	ILIMIT_OUT (Актыўны нізкі)	Блок кіравання рухавіком
Няма злучэнняў
–	8	LV_OUT1
–	4	LV_OUT2
–	6	HV_IN1
–	5	HV_IN2

Апісанне абсталявання

УВОДЗІНЫ
Эталонная канструкцыйная плата дрон-прапелера прызначана для дэманстрацыі магчымасцей прылад кіравання рухавіком з невялікім лікам кантактаў у сямействе аднаядзерных лічбавых кантролераў сігналаў (DSC) dsPIC33EP. Плата кіравання ўключае мінімум кампанентаў для зніжэння вагі. Вобласць друкаванай платы можа быць дадаткова зменшана для версіі для вытворчасці. Плата можа быць запраграмавана праз раз'ём In System Serial Programming і ўключае ў сябе два рэзістары вызначэння току і драйвер MOSFET. Інтэрфейсны раз'ём CAN прадугледжаны для сувязі з іншымі кантролерамі і для прадастаўлення даведачнай інфармацыі аб хуткасці, калі гэта неабходна. Інвертар кантролера прымае ўваходны аб'ёмtage у дыяпазоне ад 10 да 14 В і можа забяспечваць бесперапынны выхадны фазны ток 8 А (RMS) пры зададзеным працоўным аб'ёмеtagе дыяпазон. Для атрымання дадатковай інфармацыі аб электрычных характарыстыках гл. Дадатак B. «Электрычныя характарыстыкі».

АПАРАТУРНЫЯ РАЗДЗЕЛЫ
У гэтым раздзеле ахопліваюцца наступныя апаратныя раздзелы платы эталоннага дызайну прапелера беспілотніка:

• dsPIC33EP32MC204 і звязаная схема
• Электразабеспячэнне
• Схемы бягучага сэнсу
• Схема драйвера затвора MOSFET
• Трохфазны інвертарны мост
• Інтэрфейс загалоўка/адладчыка ICSP

1. dsPIC33EP32MC204 і звязаная схема
2. Электразабеспячэнне
   Плата кантролера мае тры рэгуляваных абtage выхады 12 В, 5 В і 3.3 В, якія генеруюцца драйверам MOSFET MCP8026. Напруга 3.3 вольта генеруецца з дапамогай убудаванага рэгулятара паніжэння MCP8026 і сістэмы зваротнай сувязі. Глядзіце чырвонае поле на МАЛЮНКЕ A-1 у раздзеле схем. Знешняе харчаванне ад акумулятара падаецца непасрэдна на інвертар праз раздымы харчавання. Кандэнсатар 15 мкФ забяспечвае фільтрацыю пастаяннага току для стабільнай працы пры хуткіх зменах нагрузкі. Калі ласка, глядзіце тэхнічны ліст прылады (MCP8026) для магчымасці выхаднога току кожнага томаtagэлектронны выхад.
3. Схемы бягучага сэнсу
   Ток вымяраецца з дапамогай папулярнага метаду "двух шунтаў". Два 10-міліомных шунта забяспечваюць увод току на ўваходы ўбудаванага Op-Ampс. Op-Amps знаходзяцца ў рэжыме дыферэнцыяльнага ўзмацнення з узмацненнем 7.5, што забяспечвае 22Amp магчымасць вымярэння пікавага фазнага току. The ampсігнал ліфікаванага току з фазы A (паўмост U) і фазы B (паўмост W) пераўтворыцца ўбудаваным праграмным забеспячэннем кантролера dsPIC. ТtagЭлектронны апорны сігнал з буферызаваным выхадам для 3.3 В / 2 забяспечвае бесшумны нулявы апорны сігнал для ланцугоў вызначэння току. Падрабязнасці глядзіце ў раздзеле "Схемы" РЫСУНОК A-4.
4. Схема драйвера затвора MOSFET
   Прывад засаўкі апрацоўваецца ўнутры, за выключэннем загрузачных кандэнсатараў і дыёдаў, якія размешчаны на плаце і прызначаны для адэкватнага ўключэння МАП-транзістараў пры самай нізкай рабочай гучнасціtagд. Глядзіце спецыфікацыі для MCP8026 Operating Voltage дыяпазон у табліцы дадзеных.
   Падрабязнасці міжзлучэнняў глядзіце ў раздзеле "Схемы" РЫСУНОК A-1.
5. Трохфазны інвертарны мост
   Інвертар уяўляе сабой стандартны 3-х паўмост з 6-канальнымі прыладамі MOSFET N-канала, здольнымі працаваць ва ўсіх 4-х квадрантах. Драйвер МАП-транзістара непасрэдна ўзаемадзейнічае праз паслядоўныя рэзістары, якія абмежавалі хуткасць нарастання, з варотамі МАП-транзістараў. Стандартная схема загрузкі, якая складаецца з сеткі кандэнсатараў і дыёдаў, прадугледжана для кожнага з МАП-транзістараў высокага боку для адэкватнага ўключэння варотtagд. Загрузачныя кандэнсатары і дыёды разлічаны на поўны працоўны аб'ёмtagе дыяпазон і ток. Выхад трохфазнага інвертарнага моста даступны на U, V і W для трох фаз рухавіка. Глядзіце раздзел "Схемы" РЫСУНОК A-4 для падключэння і іншых падрабязнасцей.

Інтэрфейс загалоўка/адладчыка ICSP
Праграмаванне платы Smart Drone Controller: Праграмаванне і адладка ажыццяўляюцца праз адзін і той жа раз'ём ICSP ISP1. Выкарыстоўвайце PICKIT 4 для праграмавання з раздымам PKOB, падлучаным 1 да 1, як паказана ў табліцы 2-2. Вы можаце праграмаваць альбо з дапамогай MPLAB-X IDE, альбо MPLAB-X IPE. Падключыце плату да 11-14 вольт. Выберыце адпаведны шасціграннік file і выконвайце інструкцыі ў IDE/IPE. Праграмаванне завершана, калі ў акне вываду з'явіцца паведамленне «Праграмаванне/Праверка завершана».

• Інструкцыі па адладцы звярніцеся да аркушаў дадзеных MPLAB PICKIT 4

ПАДКЛЮЧЭННЕ АПАРАТАЎ
У гэтым раздзеле апісваецца метад дэманстрацыі працы кантролера Drone. Эталонны дызайн патрабуе некалькіх дадатковых пазаплатных дадатковых модуляў і рухавіка.

• Блок харчавання 5 В для ШІМ-кантролера
• ШІМ-кантролер, які выкарыстоўваецца для забеспячэння эталона хуткасці, або патэнцыяметра для падачы зменнай гучнасціtagе эталон хуткасці
• Рухавік BLDC з параметрамі, апісанымі ў Дадатку B
• Крыніца сілкавання ад акумулятара 11-14 В і ёмістасцю 1500 мАг

Любая сумяшчальная марка або мадэль можа быць выкарыстана для замены паказаных тут для паспяховай працы. Ніжэй паказаны эксampіншыя аксэсуары і рухавікі, якія выкарыстоўваліся для гэтай дэманстрацыі.

ШІМ-кантролер:

Матор BLDC: DJI 2312

акумулятар:

Інструкцыі па эксплуатацыі: Выканайце наступныя дзеянні:

Заўвага: У ГЭТЫ ЧАС НЕ ДАЛУЧАВАЙЦЕ ПАПЕЛЕР

Крок 1: Падключэнне асноўнай крыніцы харчавання
Падключыце акумулятар «+» і «-» да клем VDC і GND для харчавання смарт-кантролера. Таксама можна выкарыстоўваць крыніцу харчавання пастаяннага току.

Крок 2: эталонны сігнал хуткасці для смарт-кантролера Drone.
Кантролер прымае апорны сігнал хуткасці ад ШІМ-кантролера пры максімальным пікавым напрузе 5 В. Выхад ШІМ-кантролера забяспечвае выхад сігналу 5 В з прывязкай да зямлі, які падключаецца да уваходнага штыфта, дапушчальнага да 5 В, як паказана на малюнку. Таксама паказана месца для зазямлення.

Крок 3: Падача харчавання на ШІМ-кантролер.
Падключыце звычайны ўваход камутатара да клем акумулятара, а выхад (5 В) - да сілкавання ШІМ-кантролера.

крок 4: Канфігурацыя ШІМ-кантролера:
Шырыня імпульсу сігналу ад ШІМ-кантролера правяраецца на сапраўдны сігнал у прашыўцы, каб прадухіліць фальшывае ўключэнне і перавышэнне хуткасці. Кантролер мае два кнопкавых перамыкача. Пераключальнікам «Выбраць» абярыце ручной рэжым працы. Выкарыстоўвайце кнопку «Шырыня імпульсу», каб выбраць адзін з 3 узроўняў кантролю хуткасці. Пры кожным націсканні перамыкач перамяшчае 3 дыяпазоны для выхаду працоўнага цыкла ШІМ.

• Дыяпазон 1: 4-11%
• Дыяпазон 2: 10-27.5%
• Дыяпазон 3: 20-55%

Індыкацыя на дысплеі вар'іруецца ад 800 да 2200 для лінейнай змены працоўнага цыклу ў межах дыяпазону. Паварот патэнцыяметра на ШІМ-кантролеры павялічыць або паменшыць выхад ШІМ.

Крок 5: Падключэнне клемы рухавіка:
Падключыце клемы рухавіка да ФАЗЫ A, B і C. Паслядоўнасць вызначае кірунак кручэння рухавіка. Пажаданае кручэнне дрона па гадзіннікавай стрэлцы, гледзячы ў рухавік, каб прадухіліць аслабленне прапелера. Таму важна пацвердзіць кірунак кручэння перад мантажом лопасцяў. Падайце апорны сігнал ШІМ, наладжваючы патэнцыяметр на кантролеры ШІМ, пачынаючы з становішча найменшай шырыні імпульсу (800). Рухавік пачне круціцца з працоўным цыклам 7.87% (50 Гц) і вышэй. 7-сегментны дысплей паказвае ад 1573 (7.87% працоўнага цыклу) да 1931 (10.8% працоўнага цыклу), калі рухавік круціцца. Пераканайцеся, што кірунак кручэння - супраць гадзіннікавай стрэлкі. Калі не, памяняйце любыя два злучэнні з клемамі рухавіка. Вярніце патэнцыяметр да самай нізкай хуткасці.

Крок 6: Мантаж прапелера:
Адключыце харчаванне батарэі. Усталюйце лопасць прапелера, укруціўшы яе ў вал рухавіка па гадзіннікавай стрэлцы. Моцна трымайце ручку/рухавік выцягнутай рукой і на бяспечнай адлегласці ад усіх перашкод і людзей падчас працы. Падключыце электрасілкаванне. Дзеянне прапелера будзе аказваць сілу на руку падчас кручэння, таму цвёрды сціск неабходны для прадухілення цялесных пашкоджанняў. Наладзьце патэнцыяметр, каб змяніць хуткасць (дысплей паказвае паміж 1573 і 1931) На гэтым дэманстрацыя завершана.

На малюнку ніжэй паказана агульная ўстаноўка праводкі для дэманстрацыі.

Схемы

СХЕМА ПЛАТЫ
У гэтым раздзеле прадстаўлены прынцыповыя дыяграмы эталоннага дызайну беспілотнага прапелера dsPIC33EP32MC204. У эталонным дызайне выкарыстоўваецца чатырохслаёвая канструкцыя FR4, 1.6 мм, пакрыццё са скразнымі адтулінамі (PTH).

Табліца A-1 абагульняе схемы эталоннага дызайну:

ТАБЛІЦА A-1: ​​СХЕМЫ
Малюнак Індэкс	Схемы Аркуш №	Апаратныя раздзелы
Малюнак A-1	1 з 4	dsPIC33EP32MC204-dsPIC DSC(U1) Interconnections Драйвер MCP8026-MOSFET Interconnections 3.3 В аналагавы і лічбавы фільтр і сетка зваротнай сувязі dsPIC DSC унутраны працоўны ampліфэры для ampсетка Lifying Bus Current Bootstrap.
Малюнак A-2	2 з 4	Загаловак унутрысістэмнага паслядоўнага праграмавання ISP1 Загаловак інтэрфейсу сувязі CAN P5 Загаловак знешняга ШІМ-кантролю хуткасці інтэрфейсу P2 Паслядоўны інтэрфейс адладчыка P3
Малюнак A-3	3 з 4	DC Bus томtage маштабны рэзістар дзельнік Зваротная ЭРС абtage маштабаванне сеткі Оп-Amp узмацненне і апорная схема для вызначэння фазнага току
Малюнак A-4	4 з 4	Інвертар кіравання рухавіком – Трохфазны мост MOSFET

Малюнак A-1:

Малюнак A-2

Малюнак A-4

Электрычныя характарыстыкі

УВОДЗІНЫ
У гэтым раздзеле прадстаўлены электрычныя характарыстыкі эталоннага дызайну кантролера рухавіка дрона dsPIC33EP32MC204 (гл. табліцу B-1).

ЭЛЕКТРЫЧНЫЯ ХАРАКТАРЫСТЫКІ 1:

Параметр	Аперацыйная Дыяпазон
Уваход DC Voltage	10-14В
Абсалютны максімальны ўваходны аб'ём пастаяннага токуtage	20В
Максімальны ўваходны ток праз раз'ём VDC і GND	10А
Пастаянны выхадны ток на фазу пры 25°C	44A (пікавы)

Тэхнічныя характарыстыкі рухавіка: DJI 2312
Фазавае супраціў рухавіка	42-47 міліОм
Індуктыўнасць фазы рухавіка	7.5 мікра-Генры
Пары слупоў рухавіка	4

Заўвага:

1. Пры працы пры тэмпературы навакольнага асяроддзя +25°C і ў межах дапушчальнага аб'ёму ўваходнага пастаяннага токуtagУ дыяпазоне плата застаецца ў цеплавых межах для бесперапынных фазных токаў да 5 А (RMS).

Тэхнічны кошт (BOM)

ВЕКСА

Пункт	Каментуйце	Абазнач	Колькасць
1	10 мкФ 25 В 10% 1206	C1	1
2	10 мкФ 25 В 10% 0805	C2, C17, C18	3
3	1 мкФ 25 В 10% 0402	С3, С5	2
4	22 мкФ 25 В 20% 0805	C4	1
5	100 нФ 25 В 0402	C6	1
6	2.2 мкФ 10 В 0402	С24, С26	2
7	1 мкФ 25 В 10% 0603	C7, C8, C9, C10, C12, C13	6
8	100 нФ 50 В 10% 0603	C11, C14, C15, C20	4
9	1.8 нФ 50 В 10% 0402	C16	1
10	0.01 мкФ 50 В 10% 0603	C19, C23, C27，C25	3
11	100 пФ 50 В 5% 0603	С21, С22	2
12	680 мкФ 25 В 10% RB2/4	C28	1
13	5.6 нФ 50 В 10% 0603	С29, С30	2
14	1N5819 SOD323	Д1, Д2, Д3, Д7	4
15	1N5819 SOD323	D4, D5, D6	3
16	4.7 мкФ 25 В 10% 0805	E1	1
17	TPHR8504PL SOP8	NMOS1, NMOS2, NMOS3, NMOS4, NMOS5, NMOS6	6
18	15uH 1A SMD4*4	P4	1
19	200р 1% 0603	R1, R2	2
20	0р 1% 0603	R5, R27	2
21	47K 1% 0603	4, 6, 14, 24 руб	4
22	47р 1% 0402	R7, R8, R9, R18, R19, R20	6
23	2K 1% 0603	R10, R37, R38, R39, R40, R42, R45, R46, R48, R49, R54, R57	12
24	300K 1% 0402	R11, R12, R13	3
25	24.9р 1% 0603	R15, R16, R17	3
26	100K 1% 0402	R21, R22, R23	3
27	0.01р 1% 2010	R25, R26	1
28	0р 1% 0805	R28	1
29	пацерка 1R 0603	R29	1
30	18K 1% 0603	R30	1
31	4.99р 1% 0603	R31	1
32	11K 1% 0603	R32	1
33	30K 1% 0603	33, 34, 47, 50 руб	4
34	300р 1% 0603	R35, R44, R55	3
35	20k 1% 0603	R36	1
36	12K 1% 0603	R41, R53, R56	3
37	10K 1% 0603	R43, R52	2
38	1k 1% 0603	R51	1
39	330р 1% 0603	R58, R59	2

40	DSPIC33EP64MC504-I/PT TQFP44	U1	1
41	MCP8026-48L TQFP48	U2	1
42	2 PIN-68016-106HLF	P1, P2, P3	3
43	5 PIN-68016-106HLF	ISP1	1
44	6 PIN-68016-106HLF	P5	1

Вынікі выпрабаванняў

Былі праведзены выпрабаванні, каб ахарактарызаваць эталонны дызайн Drone Propeller. Для тэставання з прымацаванымі лопасцямі быў выкарыстаны трохфазны рухавік PMSM з чатырма парамі полюсаў 12 В, паказаны ў наладцы на старонцы 1. Табліца D-1 абагульняе вынікі выпрабаванняў. Малюнак D-1 паказвае залежнасць хуткасці ад спажыванай магутнасці.

Табліца D-1

Малюнак D-1

Дакументы / Рэсурсы

	Эталонны дызайн прапелера беспілотніка MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 [pdfКіраўніцтва карыстальніка dsPIC33EP32MC204, dsPIC33EP32MC204 Эталонны дызайн прапелера беспілотніка, эталонны дызайн прапелера беспілотніка, эталонны дызайн прапелера, эталонны дызайн, дызайн
	Эталонны дызайн прапелера беспілотніка MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 [pdfІнструкцыі DS70005545A, DS70005545, 70005545A, 70005545, dsPIC33EP32MC204 Даведачны праект прапелера беспілотніка, dsPIC33EP32MC204, Даведачны праект прапелера беспілотніка, Даведачны праект прапелера, Даведачны праект, Дызайн

Спасылкі

• Кіраўніцтва карыстальніка