MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 Drone Propeller Reference Design
Pasiuna
TAPOSVIEW
Ang reference design usa ka mubu nga gasto nga evaluation platform nga gitumong para sa quadcopter/drone applications nga adunay propellers nga gimaneho sa three-phase Permanent Magnet Synchronous o Brushless motors. Kini nga disenyo gibase sa usa ka Microchip dsPIC33EP32MC204 DSC, usa ka himan sa pagkontrol sa motor.
FIGURE 1-1: dsPIC33EP32MC204 Drone motor controller reference design
MGA FEATURES
Ang mahinungdanong bahin sa Reference Design mao ang mosunod:
- Three-Phase Motor Control Power Stage
- I-phase ang kasamtangan nga feedback pinaagi sa shunt method para sa mas taas nga performance
- Phase voltage feedback aron ipatuman ang sensor-less trapezoidal control o pagsugod sa paglupad
- DC Bus voltage feedback alang sa over-voltage proteksyon
- ICSP header para sa In-Circuit Serial Programming gamit ang Microchip Programmer/Debugger
- CAN Communication Header
BLOCK DIAGRAM
Ang lain-laing mga seksyon sa hardware sa Reference Design gipakita sa Figure 1-3 ug gisumada sa Table 1-1.
FIGURE 1-3: MGA SEKSYON SA HARDWARE
| Talaan 1-1 Mga Seksyon sa Hardware | |
| Seksyon | Seksyon sa Hardware |
| 1 | Tulo ka hugna nga motor control inverter |
| 2 | dsPIC33EP32MC204 ug kaubang circuit |
| 3 | MCP8026 MOSFET Driver |
| 4 | MAHIMO Interface |
| 5 | Kasamtangang Sensing Resistor |
| 6 | Ulohan sa Interface sa Serial nga Komunikasyon |
| 7 | Header sa ICSP™ |
| 8 | Ulohan sa Interface sa Gumagamit |
| 9 | DE2 MOSFET Driver Serial Interface Header |
Deskripsyon sa Interface sa Board
PASIUNA
Kini nga kapitulo naghatag og mas detalyado nga paghulagway sa input ug output interface sa Drone motor controller Reference Design. Ang masunod nga mga topiko ginalakipan:
- Mga Konektor sa Board
- Pin function sa dsPIC DSC
- Pin function sa MOSFET Driver
MGA KONEKTOR SA BOARD
Kini nga seksyon nag-summarize sa mga konektor sa Smart Drone Controller Board. Gipakita kini sa Figure 2-1 ug gisumada sa Table 2-1.
- Pag-supply og input power sa Smart Drone Controller Board.
- Paghatud sa mga output sa inverter sa motor.
- Makapahimo sa user sa pagprograma/pag-debug sa dsPIC33EP32MC204 device.
- Interfacing sa CAN network.
- Pagtukod og serial communication sa host PC.
- Paghatag sa speed reference signal.
FIGURE 2-1: CONNECTORS – Drone Motor Controller Reference Design
TABLE 2-1 MGA KONEKTOR
| Tigdisenyo sa Konektor | Wala sa Pins | Status | Deskripsyon |
| ISP1 | 5 | Gidaghanon | ICSP™ Header – Interfacing Programmer/Debugger sa dsPIC® DSC |
| P5 | 6 | Gidaghanon | CAN Communication Interface Header |
| P3 | 2 | Gidaghanon | Ulohan sa Interface sa Serial nga Komunikasyon |
| P2 | 2 | Gidaghanon | Reference Speed PWM/Analog Interface Header |
| PHASE A, PHASE B, HUGNA C |
3 |
Dili Populate |
Tulo ka-Phase nga mga output sa inverter |
| VDC, GND | 2 | Dili Populate | Pag-input sa konektor sa tab sa suplay sa DC
(VDC: Positibo nga terminal, GND: Negatibo nga terminal) |
|
P1 |
2 |
Gidaghanon |
DE2 MOSFET Driver Serial Interface Header. Palihog refer sa
MCP8025A/6 data sheet alang sa hardware ug communication protocol specifications |
ICSP™ Header para sa Programmer/Debugger Interface (ISP1)
Ang 6-pin header ISP1 mahimong magkonektar sa programmer, pananglitanample, PICkit 4, alang sa mga katuyoan sa pagprograma ug pag-debug. Dili kini mapuy-an. Populate kon gikinahanglan sa Part Number 68016-106HLF o susama. Ang mga detalye sa pin gihatag sa Table 2-2.
TABLE 2-2: PIN DESCRIPTION – HEADER ISP1
| Pin # | Ngalan sa Signal | Deskripsyon sa Pin |
| 1 | MCLR | Maklaro sa Device Master (MCLR) |
| 2 | +3.3V | Paghatag voltage |
| 3 | GND | Yuta |
| 4 | PGD | Device Programming Data Line (PGD) |
| 5 | PGC | Linya sa Orasan sa Pagprograma sa Device (PGC) |
CAN Communication Interface Header(P5)
Kini nga 6-pin header mahimong magamit alang sa interfacing sa CAN network. Ang mga detalye sa pin gihatag sa Table 2-3.
TABLE 2-3: PIN DESCRIPTION – HEADER P5
| Pin # | Ngalan sa Signal | Deskripsyon sa Pin |
| 1 | 3.3 V | Naghatag og 3.3 volts sa usa ka eksternal nga module (10 ma. Max) |
| 2 | STANDBY | Input Signal aron ibutang ang smart controller sa standby |
| 3 | GND | Yuta |
| 4 | CANTX | CAN transmitter (3.3 V) |
| 5 | CANRX | CAN tigdawat (3.3 V) |
| 6 | DGND | Gikonektar sa digital ground sa pisara |
Speed Reference UI Header (P2)
Ang 2-pin Header P2 gigamit alang sa paghatag usa ka Speed reference sa firmware pinaagi sa 2 nga mga pamaagi. Ang mga lagdok gipanalipdan sa short-circuit. Ang mga detalye sa ulohan nga P2 gihatag sa Talaan 2-4.
TABLE 2-4: PIN DESCRIPTION – HEADER P2
| Pin # | Ngalan sa Signal | Deskripsyon sa Pin |
| 1 | INPUT_FMU_PWM | Digital nga signal - PWM 50Hz, 3-5Volts, 4-85% |
| 2 | KALIBOSAN SA AD | Analog signal - 0 hangtod 3.3 V |
Serial Communications Header (P3)
Ang 2-pin Header P3 mahimong gamiton alang sa pag-access sa wala magamit nga mga pin sa microcontroller alang sa pagpalapad sa function o pag-debug, ug ang mga detalye sa pin sa header J3 gihatag sa Table 2-4.
TABLE 2-4: PIN DESCRIPTION – HEADER P3
| Pin # | Ngalan sa Signal | Deskripsyon sa Pin |
| 1 | RXL | UART – Tigdawat |
| 2 | TXL | UART – Transmitter |
DE2 MOSFET Driver Serial Interface Header (P1)
Ang 2-pin Header P1 mahimong gamiton alang sa pag-access sa wala magamit nga mga pin sa microcontroller alang sa pagpalapad sa function o pag-debug, ug ang mga detalye sa pin sa header J3 gihatag sa Table 2-4.
TABLE 2-4: PIN DESCRIPTION – HEADER P1
| Pin # | Ngalan sa Signal | Deskripsyon sa Pin |
| 1 | DE2 | UART – DE2 Signal |
| 2 | GND | Board Ground nga gigamit alang sa eksternal nga koneksyon |
Inverter Output Connector
Ang laraw sa pakisayran mahimong magmaneho sa usa ka tulo ka hugna nga PMSM / BLDC nga motor. Ang mga assignment sa pin sa connector gipakita sa Table 2-6. Ang husto nga han-ay sa hugna sa motor kinahanglan nga konektado aron malikayan ang balikbalik nga pagtuyok.
TABLE 2-6: PIN DESCRIPTION
| Pin # | Deskripsyon sa Pin |
| HUGNA A | Phase 1 nga output sa inverter |
| YUGTO B | Phase 2 nga output sa inverter |
| HUGNA C | Phase 3 nga output sa inverter |
Input DC Connector (VDC ug GND)
Ang board gidisenyo nga molihok sa DC voltage range sa 11V ngadto sa 14V, nga mahimong powered pinaagi sa connectors VDC ug GND. Ang mga detalye sa connector gihatag sa Table 2-7.
TABLE 2-7: PIN DESCRIPTION
| Pin # | Deskripsyon sa Pin |
| VDC | Positibo ang suplay sa DC Input |
| GND | Ang suplay sa DC Input negatibo |
USER INTERFACE
Adunay duha ka mga paagi sa pag-interface sa Smart Drone Controller firmware aron makahatag usa ka tulin nga reference input.
- PWM input (Digital nga signal - PWM 50Hz, 3-5Volts, 4-55% Duty cycle)
- Analog voltage (0 – 3.3 Volts)
Ang interface gihimo pinaagi sa mga koneksyon sa P2 connector. Tan-awa ang Table 2-4 para sa mga detalye. Kini nga reference design adunay external accessory PWM controller module nga naghatag sa speed reference. Ang eksternal nga controller adunay kaugalingon nga potentiometer ug 7 nga bahin nga LED display. Ang potentiometer mahimong gamiton sa pag-adjust sa gitinguha nga katulin pinaagi sa pag-usab sa PWM duty cycle nga mahimong lainlain gikan sa 4% ngadto sa 55%. (50Hz 4-6Volts) sa 3 ka han-ay. Tan-awa ang Seksyon 3.3 para sa dugang nga impormasyon.
PIN FUNCTIONS SA DsPIC DSC
Gikontrol sa onboard nga dsPIC33EP32MC204 device ang lain-laing feature sa reference design pinaagi sa peripheral ug kapabilidad sa CPU niini. Ang mga function sa pin sa dsPIC DSC gigrupo sumala sa ilang gamit ug gipresentar sa Table 2-9.
TABLE 2-9: dsPIC33EP32MC204 PIN FUNCTIONS
|
Signal |
dsPIC DSC
Pin Numero |
dsPIC DSC
Pag-andar sa Pin |
dsPIC DSC Peripheral |
Mga komento |
| dsPIC DSC Configuration – Supply, Reset, Clock, ug Programming | ||||
| V33 | 28,40 | VDD |
Suplay |
+ 3.3V Digital nga suplay sa dsPIC DSC |
| DGND | 6,29,39 | VSS | Digital nga Yuta | |
| AV33 | 17 | AVDD | + 3.3V Analog nga suplay sa dsPIC DSC | |
| KATAPUSAN | 16 | AVSS | Analog nga Yuta | |
| OSCI | 30 | OSCI/CLKI/RA2 | External nga oscillator | Walay eksternal nga koneksyon. |
| RST | 18 | MCLR | I-reset | Nagdugtong sa ICSP Header (ISP1) |
| ISPDATA | 41 | PGED2/ASDA2/RP37/RB5 | In-Circuit Serial Programming (ICSP™) o
In-circuit debugger |
Nagdugtong sa ICSP Header (ISP1) |
|
ISPCLK |
42 |
PGEC2/ASCL2/RP38/RB6 |
||
| IBUS | 18 | DACOUT/AN3/CMP1C/RA3 | High Speed Analog Comparator 1(CMP1) ug DAC1 | AmpAng nabag-o nga Bus nga kasamtangan dugang nga gisala sa wala pa magkonektar sa positibo nga input sa CMP1 alang sa sobra nga karon nga pagkakita. Ang over-current threshold gitakda pinaagi sa DAC1. Ang comparator output kay anaa sa sulod isip fault input sa PWM generators aron masira ang PWMs nga walay CPU intervention. |
|
Voltage Feedback |
||||
| ADBUS | 23 | PGEC1/AN4/C1IN1+/RPI34/R B2 | Gipaambit nga ADC Core | DC Bus voltagug feedback. |
|
Debug Interface (P3) |
||||
| RXL | 2 | RP54/RC6 | Remappable Function sa I/O ug UART | Kini nga mga signal konektado sa Header P3 aron ma-interface ang serial nga komunikasyon sa UART. |
| TXL | 1 | TMS/ASDA1/RP41/RB9 | ||
|
CAN Interface (P5) |
||||
| CANTX | 3 | RP55/RC7 | CAN receiver, transmitter ug standby | Kini nga mga signal konektado sa Header P5 |
| CANRX | 4 | RP56/RC8 | ||
| STANDBY | 5 | RP57/RC9 | ||
|
Mga Output sa PWM |
||||
| PWM3H | 8 | RP42/PWM3H/RB10 | Output sa PWM Module. | Tan-awa ang datasheet alang sa dugang mga detalye. |
| PWM3L | 9 | RP43/PWM3L/RB11 | ||
| PWM2H | 10 | RPI144/PWM2H/RB12 | ||
| PWM2L | 11 | RPI45/PWM2L/CTPLS/RB13 | ||
| PWM1H | 14 | RPI46/PWM1H/T3CK/RB14 | ||
| PWM1L | 15 | RPI47/PWM1L/T5CK/RB15 | ||
|
Kinatibuk-ang katuyoan I/O |
||||
| I_OUT2 | 22 | PGEC3/VREF+/AN3/RPI33/CT ED1/RB1 | Gipaambit nga ADC Core | |
| MotorGateDr_ CE | 31 | OSC2/CLKO/RA3 | I/O Port | Makapahimo o maka-disable sa MOSFET driver. |
| MotorGateDrv
_ILIMIT_OUT |
36 | SCK1/RP151/RC3 | I/O Port | Proteksyon sa overcurrent. |
| DE2 | 33 | FLT32/SCL2/RP36/RB4 | UART1 | Reprogrammable port nga gi-configure sa UART1 TX |
| DE2 RX1 | 32 | SDA2/RPI24/RA8 | UART1 | Reprogrammable port nga gi-configure sa UART1 RX |
|
Gi-scale Phase voltage sukod |
||||
| PHC | 21 | PGED3/VREF-/ AN2/RPI132/CTED2/RB0 | Gipaambit nga ADC Core | Balik nga emf zero cross sensing PHASE C |
| PHB | 20 | AN1/C1IN1+/RA1 | Gipaambit nga ADC Core | Balik nga emf zero cross sensing PHASE B |
| PHA,
Feedback |
19 | AN0/OA2OUT/RA0 | Gipaambit nga ADC Core | Balik nga emf zero cross sensing PHASE A |
|
Wala’y koneksyon |
||||
| – | 35,12,37,38 | |||
| – | 43,44,24 | |||
| – | 30,13,27 | |||
PIN FUNCTIONS SA MOSFET DRIVER
|
Signal |
MCP8026
Pin Numero |
MCP8026
Pag-andar sa Pin |
MCP8026 Function block |
Mga komento |
|
Mga koneksyon sa gahum ug yuta |
||||
| VCC_LI_PO WER | 38,39 | VDD |
Bias generator |
11-14 Volt |
| PGND | 36,35,24,20
,19,7 |
PGND | Kusog nga yuta | |
| V12 | 34 | +12V | 12 Volt nga output | |
| V5 | 41 | +5V | 5 Volt nga output | |
| LX | 37 | LX | Buck regulator switch node alang sa 3.3V out | |
| FB | 40 | FB | Buck regulator feedback node alang sa 3.3V out | |
|
Output sa PWM |
||||
| PWM3H | 46 | PWM3H |
Logika sa pagkontrol sa ganghaan |
Tan-awa ang datasheet sa device para sa dugang mga detalye |
| PWM3L | 45 | PWM3L | ||
| PWM2H | 48 | PWM2H | ||
| PWM2L | 47 | PWM2L | ||
| PWM1H | 2 | PWM1H | ||
| PWM1L | 1 | PWM1L | ||
|
Kasamtangang sensing pin |
||||
| I_SENSE2- | 13 | I_SENSE2- |
Unit sa Pagkontrol sa Motor |
Phase A shunt -ve |
| I_SENSE2+ | 14 | I_SENSE2+ | Phase A shunt +ve | |
| I_SENSE3- | 10 | I_SENSE3- | Phase B shunt -ve. Timan-i nga kini nga shunt anaa sa W half bridge sa inverter. | |
| I_SENSE3+ | 11 | I_SENSE3+ | Phase B shunt +ve. Timan-i nga kini nga shunt anaa sa W half bridge sa inverter. | |
| I_SENSE1- | 17 | I_SENSE1- |
Unit sa Pagkontrol sa Motor |
Reperensya voltage-ve |
| I_SENSE1+ | 18 | I_SENSE1+ | 3.3V/2 reference voltage + ve | |
| I_OUT1 | 16 | I_OUT1 | Buffered nga output 3.3V/2 Volts | |
| I_OUT2 | 12 | I_OUT2 | AmpLified output nga Phase A nga kasamtangan | |
| I_OUT3 | 9 | I_OUT3 | AmpLified output Phase B kasamtangan | |
|
Serial DE2 Interface |
||||
| DE2 | 44 | DE2 | Bias generator | Serial interface alang sa pag-configure sa drayber |
|
MOSFET gate inputs |
||||
| U_Motor | 30 | Ang PHA |
Logika sa pagkontrol sa ganghaan |
Nagkonektar sa mga hugna sa Motor. |
| V_Motor | 29 | PHB | ||
| W_Motor | 28 | PHC | ||
|
Taas nga Side MOSFET gate drive |
||||
| HS0 | 27 | HSA |
Logika sa pagkontrol sa ganghaan |
Taas nga kilid MOSFET Phase A |
| HS1 | 26 | HSB | Taas nga kilid MOSFET Phase B | |
| HS2 | 25 | HSC | Taas nga kilid MOSFET Phase C | |
|
Bootstrap |
||||
| VBA | 33 | VBA |
Logika sa pagkontrol sa ganghaan |
Boot Strap capacitor output Phase A |
| VBB | 32 | VBB | Boot Strap capacitor output Phase B | |
| VBC | 31 | VBC | Boot Strap capacitor output Phase C | |
|
Ubos nga Side MOSFET gate drive |
||||
| LS0 | 21 | LSA |
Logika sa pagkontrol sa ganghaan |
Ubos nga bahin MOSFET Phase A |
| LS1 | 22 | LSB | Ubos nga bahin MOSFET Phase B | |
| LS2 | 23 | Ang LSC | Ubos nga bahin MOSFET Phase C | |
|
Digital nga I/O |
||||
| MotorGateDrv
_CE |
3 | CE | Port sa komunikasyon | Makapahimo sa drayber sa MC8026 MOSFET. |
| MotorGateDrv
_ILIMIT_OUT |
15 | ILIMIT_OUT ( Aktibo ubos) | Unit sa Pagkontrol sa Motor | |
|
Walay koneksyon |
||||
| – | 8 | LV_OUT1 | ||
| – | 4 | LV_OUT2 | ||
| – | 6 | HV_IN1 | ||
| – | 5 | HV_IN2 | ||
Deskripsyon sa Hardware
PASIUNA
Ang Drone Propeller Reference Design Board gituyo aron ipakita ang kapabilidad sa gamay nga pin count motor control device sa dsPIC33EP nga pamilya sa single core Digital Signal Controllers (DSCs). Ang control board adunay gamay nga sangkap aron makunhuran ang gibug-aton. Ang lugar sa PCB mahimong dugang nga pagkunhod sa gidak-on alang sa bersyon sa katuyoan sa produksiyon. Ang board mahimong ma-program pinaagi sa In System Serial Programming connector ug naglakip sa duha ka kasamtangang sense resistors ug usa ka MOSFET driver. Usa ka CAN interface connector gihatag alang sa komunikasyon sa ubang mga controllers ug sa paghatag og reference speed impormasyon kon gikinahanglan. Ang inverter sa controller nagkinahanglan og input voltage sa han-ay sa 10V ngadto sa 14V ug makahatag sa usa ka padayon nga output phase kasamtangan sa 8A (RMS) sa espesipikong operating vol.tage range. Para sa dugang nga impormasyon sa electrical specifications, tan-awa ang Appendix B. “Electrical Specifications”.
MGA SEKSYON SA HARDWARE
Kini nga kapitulo naglangkob sa mosunod nga mga seksyon sa hardware sa Drone Propeller Reference Design Board:
- dsPIC33EP32MC204 ug kaubang circuitry
- Suplay sa kuryente
- Kasamtangang Sense Circuitry
- MOSFET gate driver circuitry
- Tulo ka-Phase Inverter Bridge
- ICSP Header/Debugger Interface
- dsPIC33EP32MC204 ug kaubang circuitry
- Suplay sa kuryente
Ang controller board adunay tulo ka regulated voltage outputs 12V, 5V ug 3.3V nga namugna sa MCP8026 MOSFET drayber. Ang 3.3 volts namugna gamit ang MCP8026 onboard buck regulator ug usa ka feedback arrangement. Tan-awa ang pula nga kahon sa FIGURE A-1 sa seksyon sa schematics. Ang eksternal nga suplay sa kuryente gikan sa baterya direkta nga gigamit sa inverter pinaagi sa mga konektor sa kuryente. Ang usa ka 15uF nga kapasitor naghatag sa pagsala sa DC alang sa lig-on nga operasyon sa panahon sa paspas nga pagbag-o sa pagkarga. Palihug tan-awa ang device (MCP8026) data sheet alang sa output kasamtangan nga kapabilidad sa matag voltage output. - Kasamtangang Sense Circuitry
Ang kasamtangan namatikdan gamit ang popular nga "two shunt" nga pamaagi. Duha ka 10-mliohm shunt ang naghatag sa kasamtangang input sa mga input sa on-chip Op-Amps. Ang Op-Amps anaa sa differential gain mode nga adunay ganansya nga 7.5 nga naghatag ug 22Amp peak phase kasamtangan nga kapabilidad sa pagsukod. Ang ampAng gibag-o nga kasamtangan nga signal gikan sa phase A (U half-bridge) ug Phase B (W half-bridge) gi-convert sa dsPIC controller firmware. Usa ka voltage reference sa usa ka buffered output alang sa 3.3V / 2 naghatag alang sa kasaba-free zero reference alang sa kasamtangan nga pagbati sirkito. Tan-awa ang seksyon sa Schematics FIGURE A-4 para sa mga detalye. - MOSFET gate driver circuitry
Ang gate drive gidumala sa sulod gawas sa bootstrap capacitors ug diodes nga nahimutang sa board ug gidesinyo nga hinumdoman nga igo nga ma-ON ang MOSFET sa pinakaubos nga operating vol.tage. Tan-awa ang mga detalye alang sa MCP8026 operating voltage range sa datasheet.
Tan-awa ang seksyon sa Schematics FIGURE A-1 para sa mga detalye sa interconnect. - Tulo ka-Phase Inverter Bridge
Ang inverter mao ang standard 3 Half bridge nga adunay 6 N Channel MOSFET nga mga himan nga makahimo sa operasyon sa tanan nga 4 quadrants. Ang drayber sa MOSFET direkta nga nag-interface pinaagi sa slew rate nga naglimite sa serye nga mga resistor sa mga Gates sa MOSFET. Ang usa ka standard nga bootstrap circuit nga gilangkuban sa usa ka network sa mga capacitor ug diodes gihatag alang sa matag usa sa mga high-side MOSFET alang sa igong turn-ON nga gate vol.tage. Ang mga kapasitor sa bootstrap ug mga diode gi-rate alang sa bug-os nga voltage range ug kasamtangan. Ang output sa three-phase inverter bridge anaa sa U, V, ug W alang sa tulo ka hugna sa motor. Tan-awa ang seksyon sa Schematics FIGURE A-4 para sa koneksyon ug uban pang mga detalye.
ICSP Header/Debugger Interface
Pagprograma sa Smart Drone Controller board: Ang pagprograma ug pag-debug kay pinaagi sa parehas nga ICSP connector ISP1. Gamita ang PICKIT 4 sa pagprograma gamit ang PKOB connector, konektado sa 1 ngadto sa 1 sama sa gihatag sa Table 2-2. Mahimo nimong iprograma ang MPLAB-X IDE o MPLAB-X IPE. I-power up ang board gamit ang 11-14 Volts. Pilia ang angay nga hex file ug sunda ang mga instruksyon sa IDE/IPE. Kompleto ang pagprograma kung ang usa ka mensahe nga "Pagprograma / Pag-verify kompleto" gipakita sa bintana sa output.
- Tan-awa ang MPLAB PICKIT 4 data sheets para sa mga instruksyon sa pag-debug
MGA HARDWARE CONNECTIONS
Kini nga seksyon naghulagway sa usa ka pamaagi aron ipakita ang operasyon sa Drone controller. Ang disenyo sa pakisayran nanginahanglan pipila ka dugang nga off-board accessory modules ug usa ka motor.
- Usa ka 5V power supply sa PWM controller
- PWM controller nga gigamit sa paghatag sa usa ka speed reference o sa usa ka potentiometer sa paghatag sa usa ka lain-laing mga voltage speed reference
- Usa ka BLDC motor nga adunay mga parameter sama sa gihulagway sa Apendise B
- Usa ka tinubdan sa gahum sa baterya nga 11-14V ug 1500mAH nga kapasidad
Ang bisan unsang katugbang nga paghimo o modelo mahimong magamit sa pag-ilis sa mga gipakita dinhi alang sa malampuson nga operasyon. Gipakita sa ubos ang mga examples sa mga accessory ug motor sa ibabaw nga gigamit alang niini nga demonstrasyon.
PWM Controller:
BLDC motor: DJI 2312
Baterya:
Instruksyon sa pag-opera: Sunda ang mga lakang sama sa ubos:
Mubo nga sulat: AYAW PAGTAPI ANG PROPELLER NIINING PANAHON
Lakang 1: Panguna nga koneksyon sa tinubdan sa kuryente
Ikonektar ang baterya '+' ug '-' sa VDC ug GND nga mga terminal aron ma-power ang smart controller. Mahimo usab nga magamit ang usa ka suplay sa kuryente sa DC.
Lakang 2: Speed reference signal sa smart Drone controller.
Gikuha sa controller ang speed input reference gikan sa PWM controller sa 5V max peak. Ang output sa PWM controller naghatag og ground-referenced 5V signal output nga nagkonektar sa 5V tolerant input pin sama sa gipakita sa hulagway. Gipakita usab ang lokasyon alang sa koneksyon sa yuta.
Lakang 3: Power supply sa PWM controller.
Ikonektar ang Pagbalhin nga regular nga input sa mga terminal sa baterya ug ang output (5V) sa suplay sa PWM controller.
Lakang 4: Konfigurasyon sa PWM controller:
Ang gilapdon sa pulso sa signal gikan sa PWM controller gi-validate alang sa usa ka balido nga signal sa firmware aron mapugngan ang dili tinuod nga pag-ON ug pag-overspeed. Ang controller adunay duha ka push-button switch. Pilia ang manual mode sa operasyon gamit ang "Select" switch. Gamita ang buton nga "Pulse Width" aron makapili tali sa 3 nga lebel sa kontrol sa tulin. Ang switch cycles pinaagi sa 3 ranges alang sa PWM duty cycle output sa matag press.
- Range 1: 4-11%
- Range 2: 10-27.5%
- Range 3: 20-55%
Ang indikasyon sa pagpakita magkalainlain gikan sa 800 hangtod 2200 alang sa usa ka linear nga pagbag-o sa siklo sa katungdanan sa sulud. Ang pagpabalik sa potentiometer sa PWM controller makadugang o makapakunhod sa PWM output.
Lakang 5: Koneksyon sa terminal sa motor:
Ikonektar ang mga terminal sa motor sa PHASE A,B, ug C. Ang han-ay nagdesisyon sa direksyon sa rotation sa motor. Ang gusto nga rotation sa Drone mao ang clockwise nga nagtan-aw sa motor aron mapugngan ang propeller gikan sa pag-loose. Busa importante nga kumpirmahon ang direksyon sa rotation sa dili pa i-mount ang mga blades. Paghatag ug PWM reference signal pinaagi sa pag-tweak sa potentiometer sa PWM controller sugod sa pinakagamay nga pulse width position (800). Ang motor magsugod sa pagtuyok sa 7.87% nga duty cycle (50Hz) ug pataas. Ang 7-Segment display nagpakita sa 1573 (7.87% nga duty cycle) ngadto sa 1931 (10.8% nga duty cycle) kung ang motor magtuyok. Kumpirma ang direksyon sa rotation kay counterclockwise. Kung dili ibaylo ang bisan unsang duha ka koneksyon sa mga terminal sa motor. Ibalik ang potentiometer sa pinakaubos nga setting sa tulin.
Lakang 6: Pag-mount sa Propeller:
Idiskonekta ang gahum sa baterya. I-mount ang blade sa propeller pinaagi sa pag-screw niini sa motor shaft sa direksyon sa orasan. Hupti pag-ayo ang sungkod/motor nga ang bukton gituy-od ug sa luwas nga gilay-on gikan sa tanang babag ug mga tawo samtang naglihok. Ikonektar ang suplay sa kuryente. Ang aksyon sa propeller mopugos sa kamot kung magtuyok, mao nga kinahanglan ang lig-on nga pagkupot aron malikayan ang kadaot sa lawas. I-tweak ang potentiometer aron mabag-o ang katulin (gipakita sa taliwala sa 1573 ug 1931) Nakompleto niini ang demonstrasyon.
Ang litrato sa ubos nagpakita sa kinatibuk-ang pag-setup sa mga kable alang sa demonstrasyon.
Mga Skema
MGA ESKEMATIKA SA BOARD
Kini nga seksyon naghatag mga schematics diagram sa dsPIC33EP32MC204 Drone Propeller Reference Design. Ang reference design naggamit ug upat ka layer nga FR4, 1.6 mm, Plated-Through-Hole (PTH) nga konstruksyon.
Ang talaan A-1 nagsumada sa mga eskema sa Reference Design:
| TABLE A-1: MGA ESKEMATIKA | ||
| Index sa Pigura | Mga Skema Palid No. | Mga Seksyon sa Hardware |
|
Larawan A-1 |
1 sa 4 |
dsPIC33EP32MC204-dsPIC DSC(U1) Interkoneksyon MCP8026-MOSFET driver interkoneksyon
3.3V analog ug digital filter ug feedback network dsPIC DSC internal nga operasyon amptigbuhi alang sa ampnagpataas sa Bus Current Bootstrap network. |
|
Larawan A-2 |
2 sa 4 |
In-System Serial Programming Header ISP1 MAHIMO ang Communication Interface Header P5 External PWM speed control Interface Header P2
Serial Debugger Interface P3 |
|
Larawan A-3 |
3 sa 4 |
DC Bus voltage scaling resistor divider Balik-emf voltage scaling network
Op-Amp gain ug reference circuitry alang sa phase current sensing |
| Larawan A-4 | 4 sa 4 | Motor Control Inverter -Tulo ka hugna nga MOSFET nga tulay |
Hulagway A-1:
Larawan A-2
Larawan A-4
Mga Detalye sa Elektrisidad
PASIUNA
Kini nga seksyon naghatag sa elektrikal nga mga detalye alang sa dsPIC33EP32MC204 Drone Motor Controller Reference Design (tan-awa ang Table B-1).
MGA ESPESPIKASYON SA ELEKTRIKAL 1:
| Parameter | Naglihok Sakop |
| Pagsulod DC Voltage | 10-14V |
| Absolute Maximum Input DC Voltage | 20V |
| Maximum Input Current pinaagi sa Connector VDC ug GND | 10A |
| Padayon nga Output Current kada hugna @ 25°C | 44A (Peak) |
| Mga Detalye sa Motor: DJI 2312 | |
| Pagsukol sa Motor Phase | 42-47 milli Ohms |
| Motor Phase Inductance | 7.5 micro-Henrys |
| Mga Pares sa Motorsiklo | 4 |
Mubo nga sulat:
- Samtang naglihok sa usa ka ambient nga temperatura nga +25°C ug sulod sa gitugotan nga Input DC voltage range ang board nagpabilin sa sulod sa thermal limits alang sa padayon nga per phase nga mga sulog hangtod sa 5A (RMS).
Bill of Materials (BOM)
BILL OF MATERIALS
| butang | Komento | Tiglaraw | Kadaghanon |
| 1 | 10uF 25V 10% 1206 | C1 | 1 |
| 2 | 10uF 25V 10% 0805 | C2, C17, C18 | 3 |
| 3 | 1uF 25V 10% 0402 | C3, C5 | 2 |
| 4 | 22uF 25V 20% 0805 | C4 | 1 |
| 5 | 100nF 25V 0402 | C6 | 1 |
| 6 | 2.2uF 10V 0402 | C24, C26 | 2 |
| 7 | 1uF 25V 10% 0603 | C7, C8, C9, C10, C12, C13 | 6 |
| 8 | 100nF 50V 10% 0603 | C11, C14, C15, C20 | 4 |
| 9 | 1.8nF 50V 10% 0402 | C16 | 1 |
| 10 | 0.01uF 50V 10% 0603 | C19, C23, C27, C25 | 3 |
| 11 | 100pF 50V 5% 0603 | C21, C22 | 2 |
| 12 | 680uF 25V 10% RB2/4 | C28 | 1 |
| 13 | 5.6nF 50V 10% 0603 | C29, C30 | 2 |
| 14 | 1N5819 SOD323 | D1, D2, D3, D7 | 4 |
| 15 | 1N5819 SOD323 | D4, D5, D6 | 3 |
| 16 | 4.7uF 25V 10% 0805 | E1 | 1 |
| 17 | TPHR8504PL SOP8 | NMOS1, NMOS2, NMOS3, NMOS4, NMOS5, NMOS6 | 6 |
| 18 | 15uH 1A SMD4*4 | P4 | 1 |
| 19 | 200R 1% 0603 | R1, R2 | 2 |
| 20 | 0R 1% 0603 | R5, R27 | 2 |
| 21 | 47K 1% 0603 | R4, R6, R14, R24 | 4 |
| 22 | 47R 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 | 24.9R 1% 0603 | R15, R16, R17 | 3 |
| 26 | 100K 1% 0402 | R21, R22, R23 | 3 |
| 27 | 0.01R 1% 2010 | R25, R26 | 1 |
| 28 | 0R 1% 0805 | R28 | 1 |
| 29 | bead 1R 0603 | R29 | 1 |
| 30 | 18K 1% 0603 | R30 | 1 |
| 31 | 4.99R 1% 0603 | R31 | 1 |
| 32 | 11K 1% 0603 | R32 | 1 |
| 33 | 30K 1% 0603 | R33, R34, R47, R50 | 4 |
| 34 | 300R 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 | 330R 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 |
Mga Resulta sa Pagsulay
Gihimo ang mga pagsulay aron mailhan ang Drone Propeller Reference Design. Usa ka 12V, upat ka poste nga pares nga three-phase PMSM Drone motor nga gipakita sa setup sa panid 1 gigamit alang sa pagsulay nga adunay mga blades nga gilakip. Ang talaan D-1 nagsumaryo sa mga resulta sa pagsulay. Ang Figure D-1 nagpakita sa katulin kumpara sa gahum sa pag-input.
Talaan D-1
Hulagway D-1
Mga Dokumento / Mga Kapanguhaan
 |
MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 Drone Propeller Reference Design [pdf] Giya sa Gumagamit dsPIC33EP32MC204, dsPIC33EP32MC204 Drone Propeller Reference Design, Drone Propeller Reference Design, Propeller Reference Design, Reference Design, Design |
 |
MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 Drone Propeller Reference Design [pdf] Mga instruksiyon DS70005545A, DS70005545, 70005545A, 70005545, dsPIC33EP32MC204 Drone Propeller Reference Design, dsPIC33EP32MC204, Drone Propeller Reference Design, Design, Propeller Reference Design, Design Reference |
