MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 Дрон сэнсний лавлах загвар
Танилцуулга
ДУУССАНVIEW
Лавлагаа загвар нь гурван фазын байнгын соронзон синхрон эсвэл сойзгүй мотороор удирддаг сэнс бүхий квадрокоптер/дроны хэрэглээнд зориулагдсан хямд өртөгтэй үнэлгээний платформ юм. Энэхүү загвар нь моторын удирдлагын төхөөрөмж болох Microchip dsPIC33EP32MC204 DSC дээр суурилдаг.
ЗУРАГ 1-1: dsPIC33EP32MC204 Дрон мотор хянагчийн лавлах загвар
ОНЦЛОГ
Лавлах дизайны үндсэн шинж чанарууд нь дараах байдалтай байна.
- Гурван фазын моторын хяналтын чадал Stage
- Өндөр гүйцэтгэлтэй байхын тулд шунт аргаар фазын гүйдлийн эргэх холбоо
- Үе шат ботьtagМэдрэгчгүй трапецын удирдлага эсвэл нисдэг эхлэлийг хэрэгжүүлэх e санал
- DC автобус ботьtagхэт их боть нь цахим санал хүсэлтtage хамгаалалт
- Microchip Programmer/Debugger ашиглан In-Circuit Serial Programming-д зориулсан ICSP толгой
- CAN Communication Header
БЛОК ДИАГРАМ
Лавлагаа дизайны төрөл бүрийн техник хангамжийн хэсгүүдийг Зураг 1-3-т үзүүлсэн ба Хүснэгт 1-1-д нэгтгэн харуулав.
ЗУРАГ 1-3: ТЕХНИКИЙН ХЭСЭГ
| Хүснэгт 1-1 Техник хангамжийн хэсгүүд | |
| Хэсэг | Техник хангамжийн хэсэг |
| 1 | Гурван фазын моторын хяналтын инвертер |
| 2 | dsPIC33EP32MC204 ба холбогдох хэлхээ |
| 3 | MCP8026 MOSFET драйвер |
| 4 | CAN интерфэйс |
| 5 | Одоогийн мэдрэгч резисторууд |
| 6 | Цуваа холбооны интерфейсийн толгой |
| 7 | ICSP™ толгой |
| 8 | Хэрэглэгчийн интерфейсийн толгой хэсэг |
| 9 | DE2 MOSFET драйверын цуврал интерфэйсийн толгой |
Удирдах зөвлөлийн интерфейсийн тодорхойлолт
ТАНИЛЦУУЛГА
Энэ бүлэгт Дрон мотор хянагчийн лавлах дизайны оролт, гаралтын интерфейсийн талаар илүү нарийвчилсан тайлбарыг өгсөн болно. Дараах сэдвүүдийг хамарна.
- Самбарын холбогч
- dsPIC DSC-ийн зүү функцууд
- MOSFET драйверын зүү функцууд
ХАВТАН ХОЛБОГЧ
Энэ хэсэгт Smart Drone Controller Board дахь холбогчдыг нэгтгэн харуулав. Тэдгээрийг Зураг 2-1-д харуулсан ба хүснэгт 2-1-д нэгтгэн харуулав.
- Ухаалаг нисгэгчгүй удирдлагын самбарт оролтын хүчийг нийлүүлж байна.
- Инвертерийн гаралтыг моторт хүргэх.
- Хэрэглэгчид dsPIC33EP32MC204 төхөөрөмжийг програмчлах/дибаг хийх боломжийг олгож байна.
- CAN сүлжээнд холбогдох.
- Хост компьютертэй цуваа холбоо тогтоох.
- Хурдны лавлах дохиог нийлүүлж байна.
ЗУРАГ 2-1: ХОЛБОГЧИД – Дрон мотор хянагчийн лавлагаа загвар
ХҮСНЭГТ 2-1 ХОЛБОГЧИД
| Холбогч тэмдэг | Зүүний тоо | Статус | Тодорхойлолт |
| ISP1 | 5 | Хүн амтай | ICSP™ толгой – dsPIC® DSC-д программист/дибаглагчийг холбох |
| P5 | 6 | Хүн амтай | CAN холбооны интерфейсийн толгой хэсэг |
| P3 | 2 | Хүн амтай | Цуваа холбооны интерфейсийн толгой |
| P2 | 2 | Хүн амтай | Лавлагааны хурд PWM/Аналог интерфейсийн толгой |
| А үе шат, Б ШАТ, С ШАТ |
3 |
Хүн амгүй |
Гурван фазын инвертерийн гаралт |
| VDC, GND | 2 | Хүн амгүй | Оролтын тогтмол гүйдлийн тэжээлийн таб холбогч
(VDC: Эерэг терминал, GND: Сөрөг терминал) |
|
P1 |
2 |
Хүн амтай |
DE2 MOSFET драйверын цуврал интерфэйсийн толгой. лавлана уу
Техник хангамж, холбооны протоколын үзүүлэлтүүдийн MCP8025A/6 мэдээллийн хуудас |
Программист/дибаглагчийн интерфейсийн ICSP™ толгой хэсэг (ISP1)
6 зүү толгой ISP1 нь програмисттай холбогдож болно, жишээ ньample, PICkit 4, програмчлал болон дибаг хийх зорилгоор. Энэ нь хүн амтай биш. Шаардлагатай үед 68016-106HLF эсвэл үүнтэй төстэй хэсгийн дугаараар бөглөнө үү. Зүүгийн дэлгэрэнгүй мэдээллийг Хүснэгт 2-2-т үзүүлэв.
ХҮСНЭГТ 2-2: ПИН ТОДОРХОЙЛОЛТ – HEADER ISP1
| Зүү # | Дохионы нэр | Pin тайлбар |
| 1 | MCLR | Төхөөрөмжийн мастер цэвэрлэх (MCLR) |
| 2 | +3.3V | Нийлүүлэлт ботьtage |
| 3 | GND | Газар |
| 4 | PGD | Төхөөрөмжийн програмчлалын мэдээллийн шугам (PGD) |
| 5 | PGC | Төхөөрөмжийн програмчлалын цагийн шугам (PGC) |
CAN холбооны интерфейсийн толгой хэсэг (P5)
Энэхүү 6 зүү толгойг CAN сүлжээнд холбоход ашиглаж болно. Зүүний дэлгэрэнгүй мэдээллийг Хүснэгт 2-3-т үзүүлэв.
ХҮСНЭГТ 2-3: ПИН ТОДОРХОЙЛОЛТ – ТОЛГОЙ Р5
| Зүү # | Дохионы нэр | Pin тайлбар |
| 1 | 3.3 В | Гадаад модульд 3.3 вольт (10 м. Макс) нийлүүлнэ. |
| 2 | СТАНДАРТ | Ухаалаг хянагчийг зогсолтын горимд байрлуулах дохиог оруулна |
| 3 | GND | Газар |
| 4 | CANTX | CAN дамжуулагч (3.3 В) |
| 5 | CANRX | CAN хүлээн авагч (3.3 В) |
| 6 | DGND | Самбар дээрх тоон газардуулгатай холбогдсон |
Хурдны лавлах UI толгой хэсэг (P2)
2 зүү толгой P2 нь програм хангамжийн хурдны лавлагааг 2 аргаар өгөхөд ашиглагддаг. Зүү нь богино холболтоос хамгаалагдсан. P2 толгойн дэлгэрэнгүй мэдээллийг Хүснэгт 2-4-т үзүүлэв.
ХҮСНЭГТ 2-4: ПИН ТОДОРХОЙЛОЛТ – ТОЛГОЙ Р2
| Зүү # | Дохионы нэр | Pin тайлбар |
| 1 | INPUT_FMU_PWM | Дижитал дохио - PWM 50Hz, 3-5Volts, 4-85% |
| 2 | ЗАРЫН ХУРД | Аналог дохио - 0-ээс 3.3 В хүртэл |
Цуваа холбооны толгой хэсэг (P3)
2 зүү толгойтой P3 нь микроконтроллерийн ашиглагдаагүй тээглүүрүүдэд хандахын тулд функцийг өргөтгөх эсвэл дибаг хийхэд ашиглаж болох ба J3 толгойн хэсгийн дэлгэрэнгүй мэдээллийг Хүснэгт 2-4-т өгсөн болно.
ХҮСНЭГТ 2-4: ПИН ТОДОРХОЙЛОЛТ – ТОЛГОЙ Р3
| Зүү # | Дохионы нэр | Pin тайлбар |
| 1 | RXL | UART - Хүлээн авагч |
| 2 | TXL | UART - Дамжуулагч |
DE2 MOSFET драйверын цуврал интерфэйсийн толгой (P1)
2 зүү толгойтой P1 нь микроконтроллерийн ашиглагдаагүй тээглүүрүүдэд хандахын тулд функцийг өргөтгөх эсвэл дибаг хийхэд ашиглаж болох ба J3 толгойн хэсгийн дэлгэрэнгүй мэдээллийг Хүснэгт 2-4-т өгсөн болно.
ХҮСНЭГТ 2-4: ПИН ТОДОРХОЙЛОЛТ – ТОЛГОЙ Р1
| Зүү # | Дохионы нэр | Pin тайлбар |
| 1 | DE2 | UART - DE2 дохио |
| 2 | GND | Гадна холболтод ашигладаг самбар Газар |
Inverter гаралтын холбогч
Лавлагаа загвар нь гурван фазын PMSM/BLDC моторыг жолоодох боломжтой. Холбогчийн зүү хуваарилалтыг Хүснэгт 2-6-д үзүүлэв. Урвуу эргэлтээс сэргийлэхийн тулд хөдөлгүүрийн зөв фазын дарааллыг холбох ёстой.
ХҮСНЭГТ 2-6: ПИН ТОДОРХОЙЛОЛТ
| Зүү # | Pin тайлбар |
| ШАТ А | Инвертерийн 1-р фазын гаралт |
| Б ШАТ | Инвертерийн 2-р фазын гаралт |
| С ШАТ | Инвертерийн 3-р фазын гаралт |
Оролтын DC холбогч (VDC ба GND)
Уг самбар нь DC vol-д ажиллах зориулалттайtagVDC болон GND холбогчоор тэжээгддэг 11V-ээс 14V-ийн e хүрээ. Холбогчийн дэлгэрэнгүй мэдээллийг Хүснэгт 2-7-д үзүүлэв.
ХҮСНЭГТ 2-7: ПИН ТОДОРХОЙЛОЛТ
| Зүү # | Pin тайлбар |
| VDC | DC оролтын хангамж эерэг |
| GND | DC оролтын хангамж сөрөг |
ХЭРЭГЛЭГЧИЙН ИНТЕРФЕЙС
Хурдны лавлагааны оролтоор хангахын тулд Smart Drone Controller программыг холбох хоёр арга бий.
- PWM оролт (Дижитал дохио – PWM 50Hz, 3-5Volts, 4-55% Ажлын мөчлөг)
- Аналог ботьtage (0 – 3.3 вольт)
Интерфейс нь P2 холбогчтой холболтоор хийгддэг. Дэлгэрэнгүйг Хүснэгт 2-4-аас үзнэ үү. Энэхүү лавлагаа загвар нь хурдны лавлагааг өгдөг гадаад нэмэлт PWM хянагч модультай. Гадаад хянагч нь өөрийн потенциометр, 7 сегмент LED дэлгэцтэй. Потенциометрийг 4% -иас 55% хүртэл өөрчлөх боломжтой PWM-ийн ажлын мөчлөгийг өөрчлөх замаар хүссэн хурдыг тохируулахад ашиглаж болно. (50Гц 4-6Вольт) 3 мужид. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг 3.3-аас үзнэ үү.
dsPIC DSC-ийн PIN функцууд
Самбар дээрх dsPIC33EP32MC204 төхөөрөмж нь дагалдах төхөөрөмж болон CPU-ийн чадавхиар дамжуулан жишиг дизайны янз бүрийн функцуудыг хянадаг. dsPIC DSC-ийн зүү функцуудыг функцээр нь бүлэглэж, Хүснэгт 2-9-д үзүүлэв.
ХҮСНЭГТ 2-9: dsPIC33EP32MC204 ПИН ФУНКЦ
|
Дохио |
dsPIC DSC
Pin Тоо |
dsPIC DSC
Зүү чиг үүрэг |
dsPIC DSC захын төхөөрөмж |
Тайлбар |
| dsPIC DSC тохиргоо – Нийлүүлэлт, дахин тохируулах, цаг, програмчлал | ||||
| V33 | 28,40 | VDD |
Хангамж |
dsPIC DSC-д +3.3V дижитал тэжээл |
| DGND | 6,29,39 | VSS | Дижитал газар | |
| AV33 | 17 | AVDD | +3.3V dsPIC DSC-д аналог тэжээл | |
| АГУУЛГА | 16 | AVSS | Аналог газар | |
| OSCI | 30 | OSCI/CLKI/RA2 | Гадаад осциллятор | Гадаад холболт байхгүй. |
| RST | 18 | MCLR | Дахин тохируулах | ICSP толгой (ISP1)-д холбогдоно |
| ISPDATA | 41 | PGED2/ASDA2/RP37/RB5 | In-Circuit Serial Programming (ICSP™) эсвэл
Хэлхээний дибаглагч |
ICSP толгой (ISP1)-д холбогдоно |
|
ISPCLK |
42 |
PGEC2/ASCL2/RP38/RB6 |
||
| IBUS | 18 | DACOUT/AN3/CMP1C/RA3 | Өндөр хурдны аналог харьцуулагч 1(CMP1) ба DAC1 | AmpХэт гүйдлийг илрүүлэхийн тулд CMP1-ийн эерэг оролттой холбогдохын өмнө автобусны гүйдлийг шүүнэ. Хэт гүйдлийн босгыг DAC1-ээр тохируулна. Харьцуулагчийн гаралт нь CPU-ийн оролцоогүйгээр PWM-ийг унтраахын тулд PWM генераторуудын алдааны оролт хэлбэрээр байдаг. |
|
Ботьtage Санал хүсэлт |
||||
| ADBUS | 23 | PGEC1/AN4/C1IN1+/RPI34/R B2 | Хуваалцсан ADC цөм | DC автобус ботьtagболон санал хүсэлт. |
|
Дибаг хийх интерфейс (P3) |
||||
| RXL | 2 | RP54/RC6 | I/O болон UART-ийн дахин тохируулах боломжтой функц | Эдгээр дохионууд нь UART цуваа холболтыг холбохын тулд Header P3-д холбогдсон байна. |
| TXL | 1 | TMS/ASDA1/RP41/RB9 | ||
|
CAN интерфэйс (P5) |
||||
| CANTX | 3 | RP55/RC7 | CAN хүлээн авагч, дамжуулагч, зогсолт | Эдгээр дохионууд нь толгой P5-д холбогдсон байна |
| CANRX | 4 | RP56/RC8 | ||
| СТАНДАРТ | 5 | RP57/RC9 | ||
|
PWM гаралт |
||||
| PWM3H | 8 | RP42/PWM3H/RB10 | PWM модулийн гаралт. | Дэлгэрэнгүй мэдээллийг мэдээллийн хуудаснаас үзнэ үү. |
| 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 | ||
|
Ерөнхий зориулалтын I/O |
||||
| I_OUT2 | 22 | PGEC3/VREF+/AN3/RPI33/CT ED1/RB1 | Хуваалцсан ADC цөм | |
| MotorGateDr_ CE | 31 | OSC2/CLKO/RA3 | I/O порт | MOSFET драйверийг идэвхжүүлдэг эсвэл идэвхгүй болгодог. |
| MotorGateDrv
_ILIMIT_OUT |
36 | SCK1/RP151/RC3 | I/O порт | Хэт гүйдлийн хамгаалалт. |
| DE2 | 33 | FLT32/SCL2/RP36/RB4 | UART1 | Дахин програмчлах боломжтой портыг UART1 TX болгон тохируулсан |
| DE2 RX1 | 32 | SDA2/RPI24/RA8 | UART1 | UART1 RX болгон тохируулсан дахин програмчлах боломжтой порт |
|
Scaled Phase voltage хэмжилт |
||||
| НЭМС | 21 | PGED3/VREF-/ AN2/RPI132/CTED2/RB0 | Хуваалцсан ADC цөм | Буцах emf тэг хөндлөн мэдрэгч PHASE C |
| PHB | 20 | AN1/C1IN1+/RA1 | Хуваалцсан ADC цөм | Буцах emf тэг хөндлөн мэдрэгч ҮЗИЙН Б |
| PHA,
Санал хүсэлт |
19 | AN0/OA2OUT/RA0 | Хуваалцсан ADC цөм | Буцах emf тэг хөндлөн мэдрэгчтэй ФАЗ А |
|
Холболт байхгүй байна |
||||
| – | 35,12,37,38 | |||
| – | 43,44,24 | |||
| – | 30,13,27 | |||
MOSFET Драйверын PIN функцууд
|
Дохио |
MCP8026
Pin Тоо |
MCP8026
Зүү чиг үүрэг |
MCP8026 функциональ блок |
Тайлбар |
|
Цахилгаан ба газрын холболт |
||||
| VCC_LI_PO WER | 38,39 | VDD |
Хэвийн генератор |
11-14 вольт |
| PGND | 36,35,24,20
,19,7 |
PGND | Цахилгаан | |
| V12 | 34 | +12V | 12 вольтын гаралт | |
| V5 | 41 | +5V | 5 вольтын гаралт | |
| LX | 37 | LX | 3.3V гаралтанд зориулсан Бак зохицуулагчийн шилжүүлэгчийн зангилаа | |
| FB | 40 | FB | 3.3V гаралтын Бак зохицуулагчийн санал хүсэлтийн зангилаа | |
|
ХОУХ -ны гаралт |
||||
| PWM3H | 46 | PWM3H |
Хаалганы хяналтын логик |
Дэлгэрэнгүй мэдээллийг төхөөрөмжийн мэдээллийн хуудаснаас үзнэ үү |
| PWM3L | 45 | PWM3L | ||
| PWM2H | 48 | PWM2H | ||
| PWM2L | 47 | PWM2L | ||
| PWM1H | 2 | PWM1H | ||
| PWM1L | 1 | PWM1L | ||
|
Одоогийн мэдрэгч зүү |
||||
| I_SENSE2- | 13 | I_SENSE2- |
Моторын хяналтын хэсэг |
А үе шат шунт -ve |
| I_SENSE2+ | 14 | I_SENSE2+ | А үе шат шунт +ve | |
| I_SENSE3- | 10 | I_SENSE3- | B үе шат шунт - ve. Энэ шунт нь инвертерийн W хагас гүүрэн дээр байгааг анхаарна уу. | |
| I_SENSE3+ | 11 | I_SENSE3+ | B үе шат шунт +ve. Энэ шунт нь инвертерийн W хагас гүүрэн дээр байгааг анхаарна уу. | |
| I_SENSE1- | 17 | I_SENSE1- |
Моторын хяналтын хэсэг |
Лавлагаа ботьtage -ve |
| I_SENSE1+ | 18 | I_SENSE1+ | 3.3V/2 лавлагаа ботьtage +ve | |
| I_OUT1 | 16 | I_OUT1 | Буферийн гаралт 3.3V/2 вольт | |
| I_OUT2 | 12 | I_OUT2 | Ampлифттэй гаралт А фазын гүйдэл | |
| I_OUT3 | 9 | I_OUT3 | Ampлифттэй гаралтын фазын В гүйдэл | |
|
Цуврал DE2 интерфэйс |
||||
| DE2 | 44 | DE2 | Хэвийн генератор | Драйверын тохиргоонд зориулсан цуврал интерфейс |
|
MOSFET хаалганы оролтууд |
||||
| U_Motor | 30 | PHA |
Хаалганы хяналтын логик |
Моторын фазуудтай холбогддог. |
| V_Motor | 29 | PHB | ||
| W_Мотор | 28 | НЭМС | ||
|
Өндөр талын MOSFET хаалганы хөтөч |
||||
| HS0 | 27 | HSA |
Хаалганы хяналтын логик |
Өндөр тал MOSFET А үе шат |
| HS1 | 26 | H.S.B. | Өндөр талын MOSFET-ийн B үе шат | |
| HS2 | 25 | HSC | Өндөр талын MOSFET үе шат C | |
|
Ачаалагч |
||||
| VBA | 33 | VBA |
Хаалганы хяналтын логик |
Ачаалах оосрын конденсаторын гаралтын үе шат |
| VBB | 32 | VBB | Ачаалах оосрын конденсаторын гаралтын үе шат B | |
| VBC | 31 | VBC | Ачаалах оосрын конденсаторын гаралтын үе шат C | |
|
Бага талын MOSFET хаалганы хөтөч |
||||
| LS0 | 21 | LSA |
Хаалганы хяналтын логик |
Доод талын MOSFET А үе шат |
| LS1 | 22 | LSB | Доод талын MOSFET үе шат B | |
| LS2 | 23 | LSC | Доод талын MOSFET үе шат C | |
|
Дижитал I/O |
||||
| MotorGateDrv
_CE |
3 | CE | Харилцаа холбооны порт | MC8026 MOSFET драйверийг идэвхжүүлдэг. |
| MotorGateDrv
_ILIMIT_OUT |
15 | ILIMIT_OUT (Идэвхтэй доод) | Моторын хяналтын хэсэг | |
|
Холболт байхгүй |
||||
| – | 8 | LV_OUT1 | ||
| – | 4 | LV_OUT2 | ||
| – | 6 | HV_IN1 | ||
| – | 5 | HV_IN2 | ||
Техник хангамжийн тодорхойлолт
ТАНИЛЦУУЛГА
Дрон сэнсний лавлах дизайны самбар нь нэг цөмт дижитал дохионы хянагч (DSCs) -ийн dsPIC33EP гэр бүлийн жижиг зүү тоолох моторын хяналтын төхөөрөмжүүдийн чадварыг харуулах зорилготой юм. Хяналтын самбар нь жинг багасгахын тулд хамгийн бага бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг. Үйлдвэрлэлийн зориулалттай хувилбарын хувьд ПХБ-ийн талбайн хэмжээг цаашид багасгаж болно. Самбарыг In System Serial Programming холбогчоор програмчлах боломжтой бөгөөд одоогийн мэдрэгч бүхий хоёр резистор болон MOSFET драйверийг агуулна. CAN интерфэйс холбогч нь бусад хянагчтай харилцах, шаардлагатай бол хурдны лавлагааны мэдээллийг өгөх зориулалттай. Хянагчийн инвертер нь оролтын хэмжээ авдагtage нь 10V-ээс 14V-ийн мужид байх ба заасан ажиллагааны хэмжээгээр 8А (RMS) тасралтгүй гаралтын фазын гүйдлийг хүргэж чадна.tage хүрээ. Цахилгааны техникийн үзүүлэлтүүдийн талаарх дэлгэрэнгүй мэдээллийг Хавсралт B. “Цахилгаан техникийн үзүүлэлтүүд” хэсгээс үзнэ үү.
ТЕХНИКИЙН ХЭСЭГ
Энэ бүлэг нь Дрон сэнсний лавлах дизайны зөвлөлийн дараах техник хангамжийн хэсгүүдийг хамарна.
- dsPIC33EP32MC204 болон холбогдох хэлхээ
- Эрчим хүчний хангамж
- Одоогийн мэдрэхүйн хэлхээ
- MOSFET хаалганы драйверын хэлхээ
- Гурван фазын инвертер гүүр
- ICSP Header/Debugger интерфейс
- dsPIC33EP32MC204 болон холбогдох хэлхээ
- Эрчим хүчний хангамж
Хяналтын самбар нь гурван зохицуулалттай ботьтойtage нь MCP12 MOSFET драйвераар үүсгэгдсэн 5V, 3.3V болон 8026V гаралт. 3.3 вольтын хүчдэлийг MCP8026 самбар дээрх бак зохицуулагч болон санал хүсэлтийн зохицуулалтыг ашиглан үүсгэдэг. Бүдүүвч хэсгийн улаан хайрцгийг ЗУРАГ А-1-ээс харна уу. Зайнаас гаднах тэжээлийн хангамжийг цахилгаан холбогчоор дамжуулан инвертерт шууд нийлүүлдэг. 15 мФ конденсатор нь ачааллын хурдацтай өөрчлөлтийн үед тогтвортой ажиллахын тулд тогтмол гүйдлийн шүүлтүүрийг хангадаг. Боть бүрийн гаралтын гүйдлийн чадавхийг төхөөрөмжийн (MCP8026) мэдээллийн хуудаснаас харна ууtage гаралт. - Одоогийн мэдрэхүйн хэлхээ
Гүйдэл нь алдартай "хоёр шунт" аргыг ашиглан мэдрэгддэг. Хоёр 10 миллион шунт нь чип дээрх Op-ийн оролтыг одоогийн оролтоор хангадаг.Ampс. Оп-Amps нь дифференциал ашгийн горимд байгаа бөгөөд 7.5-ийн өсөлт нь 22 байнаAmp оргил фазын гүйдлийг хэмжих чадвар. The ampА фазын (U хагас гүүр) ба В фазын (W хагас гүүр) гүйдлийн дохиог dsPIC хянагч программ хангамжаар хөрвүүлдэг. А ботьtag3.3V / 2-ийн буферт гаралттай e лавлагаа нь одоогийн мэдрэгчтэй хэлхээний хувьд дуу чимээгүй тэг лавлагааг өгдөг. Дэлгэрэнгүйг бүдүүвч хэсгээс ЗУРАГ А-4-с үзнэ үү. - MOSFET хаалганы драйверын хэлхээ
Хаалганы хөтөч нь самбар дээр байрлах ачаалах конденсатор ба диодуудаас бусад тохиолдолд дотооддоо зохицуулагддаг бөгөөд MOSFET-ийг хамгийн бага ажиллах хүчин чадалтай асаахад зориулагдсан.tagд. MCP8026 үйлдлийн боть техникийн үзүүлэлтүүдийг харна ууtagөгөгдлийн хүснэгт дэх e муж.
Харилцан холболтын дэлгэрэнгүйг бүдүүвч хэсгээс ЗУРАГ А-1-ээс үзнэ үү. - Гурван фазын инвертер гүүр
Инвертер нь 3 N сувгийн MOSFET төхөөрөмж бүхий стандарт 6 хагас гүүр бөгөөд бүх 4 квадратад ажиллах боломжтой. MOSFET драйвер нь эргэлтийн хурдыг хязгаарлах цуврал резисторуудаар дамжуулан MOSFET-ийн Хаалга руу шууд холбогддог. Конденсатор ба диодын сүлжээнээс бүрдэх стандарт ачаалах хэлхээг өндөр талын MOSFET тус бүрт хангалттай асаах хаалганы хэмжээтэйгээр хангасан болно.tagд. Ачаалах конденсатор ба диодууд нь бүрэн ажиллагаатай байхаар үнэлэгдсэнtage хүрээ ба гүйдэл. Гурван фазын инвертер гүүрний гаралт нь моторын гурван фазын хувьд U, V, W дээр байдаг. Холболт болон бусад дэлгэрэнгүй мэдээллийг Схемийн хэсгээс ЗУРАГ А-4-с үзнэ үү.
ICSP Header/Debugger интерфейс
Ухаалаг дрон хянагчийн самбарыг програмчлах: Програмчлал болон дибаг хийх нь ижил ICSP холбогч ISP1-ээр хийгддэг. Хүснэгт 4-1-т заасны дагуу 1-ээс 2-ийг холбосон PKOB холбогчтой программчлахын тулд PICKIT 2-ийг ашиглана уу. Та MPLAB-X IDE эсвэл MPLAB-X IPE-ээр програмчилж болно. Самбарыг 11-14 вольтын хүчээр асаана. Тохирох зургаан өнцөгтийг сонгоно уу file мөн IDE/IPE дээрх зааврыг дагана уу. Гаралтын цонхонд “Програмчлах/Шалгаж дууслаа” гэсэн мессеж гарч ирэхэд програмчлал дууссан байна.
- Дибаг хийх зааврыг MPLAB PICKIT 4 мэдээллийн хуудаснаас үзнэ үү
ТЕХНИКИЙН ХОЛБООТОЙ
Энэ хэсэгт Дрон хянагчийн ажиллагааг харуулах аргыг тайлбарласан болно. Лавлагаа загвар нь хэд хэдэн нэмэлт самбараас гадуур дагалдах модулиуд болон мотор шаарддаг.
- PWM хянагч руу 5V тэжээлийн хангамж
- PWM хянагч нь хурдны лавлагаа эсвэл янз бүрийн эзлэхүүнийг хангахын тулд потенциометрийг нийлүүлэхэд ашигладагtage хурдны лавлагаа
- Хавсралт Б-д заасны дагуу параметр бүхий BLDC мотор
- 11-14V ба 1500mAH хүчин чадалтай батерейны тэжээлийн эх үүсвэр
Амжилттай ажиллахын тулд энд үзүүлсэн загваруудыг орлуулахын тулд ямар ч тохирох марк, загварыг ашиглаж болно. Доор үзүүлсэн нь өмнөхampЭнэхүү үзүүлэнг хийхэд ашигласан дээрх дагалдах хэрэгсэл болон моторын les.
PWM хянагч:
BLDC мотор: DJI 2312
Зай:
Ашиглалтын заавар: Дараах алхмуудыг дагана уу.
Жич: ЭНЭ ҮЕД СЭНСИЙГ БҮҮ ЗАВ
Алхам 1: Үндсэн тэжээлийн эх үүсвэрийн холболт
Ухаалаг хянагчийг тэжээхийн тулд '+' ба '-' зайг VDC болон GND терминалуудад холбоно уу. Тогтмол гүйдлийн тэжээлийн хангамжийг мөн ашиглаж болно.
Алхам 2: Ухаалаг дрон хянагч руу очих хурдны лавлагааны дохио.
Хянагч нь PWM хянагчаас 5V max оргил үед хурдны оролтын лавлагааг авдаг. PWM хянагчийн гаралт нь зурагт үзүүлсэн шиг 5V-ын тэсвэрлэх чадвартай оролтын зүүтэй холбогддог газардуулгатай 5V дохионы гаралтыг хангадаг. Мөн газардуулгын холболтын байршлыг харуулав.
Алхам 3: PWM хянагч руу цахилгаан хангамж.
Шилжүүлэгчийн ердийн оролтыг зайны терминалуудад, гаралтыг (5V) PWM хянагчийн тэжээлд холбоно.
Алхам 4: PWM хянагчийн тохиргоо:
PWM хянагчийн дохионы импульсийн өргөнийг хуурамчаар асаах, хэт хурдасахаас сэргийлэхийн тулд програм хангамжийн хүчинтэй дохиог баталгаажуулсан. Хянагч нь хоёр товчлууртай унтраалгатай. "Сонгох" товчлуурыг ашиглан гар ажиллагаатай горимыг сонгоно уу. "Импульсийн өргөн" товчийг ашиглан хурдны хяналтын 3 түвшинг сонгоно уу. Шилжүүлэгч нь дарах бүрт PWM-ийн ажлын мөчлөгийн гаралтын 3 мужийг дамждаг.
- 1-р муж: 4-11%
- 2-р муж: 10-27.5%
- 3-р муж: 20-55%
Дэлгэцийн үзүүлэлт нь муж доторх ажлын мөчлөгийн шугаман өөрчлөлтийн хувьд 800-аас 2200 хооронд хэлбэлздэг. PWM хянагч дээрх потенциометрийг эргүүлэх нь PWM гаралтыг нэмэгдүүлэх эсвэл багасгах болно.
Алхам 5: Мотор терминалын холболт:
Хөдөлгүүрийн терминалуудыг PHASE A, B, C-д холбоно. Дараалал нь моторын эргэлтийн чиглэлийг шийднэ. Дроныг хүссэн эргэлт нь сэнс сулрахаас сэргийлж мотор руу цагийн зүүний дагуу хардаг. Тиймээс ирийг суурилуулахын өмнө эргэлтийн чиглэлийг баталгаажуулах нь чухал юм. PWM хянагч дээрх потенциометрийг хамгийн бага импульсийн өргөн байрлалаас (800) тохируулж PWM лавлагааны дохиог нийлүүлнэ. Мотор нь 7.87% ажлын цикл (50Гц) ба түүнээс дээш давтамжтайгаар эргэлдэж эхэлнэ. 7 сегментийн дэлгэц нь мотор эргэх үед 1573 (7.87% ажлын мөчлөг) -ээс 1931 (10.8%) хүртэлх хугацааг харуулдаг. Эргэлтийн чиглэл цагийн зүүний эсрэг байгаа эсэхийг шалгаарай. Хэрэв тийм биш бол моторын терминал руу хоёр холболтыг солино уу. Потенциометрийг хамгийн бага хурдны тохиргоонд буцаана уу.
Алхам 6: Сэнсийг суурилуулах:
Зайны хүчийг салга. Сэнсний ирийг цагийн зүүний дагуу моторын тэнхлэгт шургуулж угсарна. Ашиглалтын явцад саваа/хөдөлгүүрийг гараа сунгаж, бүх саад бэрхшээл, хүмүүсээс аюулгүй зайд чанга барина. Цахилгаан хангамжийг холбоно уу. Сэнсний үйлдэл нь ээрэх үед гарт хүч үзүүлэх тул биеийг гэмтээхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хатуу атгах нь чухал юм. Хурдыг өөрчлөхийн тулд потенциометрийг чангална уу (дэлгэц нь 1573-1931 оныг заана) Ингэснээр үзүүлбэр дуусна.
Доорх зураг нь үзүүлэнгийн ерөнхий утсыг тохируулж байгааг харуулж байна.
Схем
ЗӨВЛӨГИЙН СХЕМАТИК
Энэ хэсэгт dsPIC33EP32MC204 нисгэгчгүй сэнсний лавлах дизайны бүдүүвч диаграммуудыг үзүүлэв. Лавлагаа дизайн нь 4 давхар FR1.6, XNUMX мм, бүрсэн нүхтэй (PTH) бүтцийг ашигладаг.
Хүснэгт А-1 нь жишиг загварын схемүүдийг нэгтгэн харуулав.
| ХҮСНЭГТ А-1: СХЕМАТИК | ||
| Зураг индекс | Схем Хуудасны дугаар | Техник хангамжийн хэсгүүд |
|
Зураг A-1 |
1-оос 4 |
dsPIC33EP32MC204-dsPIC DSC(U1) харилцан холболтууд MCP8026-MOSFET драйверуудын холболтууд
3.3V аналог болон дижитал шүүлтүүр, санал хүсэлтийн сүлжээ dsPIC DSC дотоод ажиллагаатай amp-д зориулсан өргөгч ampLiving Bus Current Bootstrap сүлжээ. |
|
Зураг A-2 |
2-оос 4 |
Систем доторх цуврал програмчлалын толгой хэсэг ISP1 CAN Холбооны интерфейсийн толгой хэсэг P5 Гадаад PWM хурдны хяналтын интерфейсийн толгой хэсэг P2
Цуваа алдаа засах интерфэйс P3 |
|
Зураг A-3 |
3-оос 4 |
DC автобус ботьtage scaling resistor divider Back-emf voltage масштабын сүлжээ
Оп-Amp фазын гүйдлийн мэдрэгч бүхий олз ба лавлах хэлхээ |
| Зураг A-4 | 4-оос 4 | Моторын хяналтын инвертер - Гурван фазын MOSFET гүүр |
Зураг А-1:
Зураг A-2
Зураг A-4
Цахилгаан техникийн үзүүлэлтүүд
ТАНИЛЦУУЛГА
Энэ хэсэгт dsPIC33EP32MC204 нисгэгчгүй мотор хянагчийн лавлагааны загварт зориулсан цахилгаан техникийн үзүүлэлтүүдийг өгдөг (Хүснэгт B-1-ийг үзнэ үү).
ЦАХИЛГААН ТОДОРХОЙЛОЛТ 1:
| Параметр | Ажиллаж байна Хүрээ |
| DC Vol оролтtage | 10-14 В |
| Үнэмлэхүй хамгийн их оролт DC Voltage | 20 В |
| VDC ба GND холбогчоор дамжих хамгийн их оролтын гүйдэл | 10 А |
| Тасралтгүй гаралтын гүйдэл нь нэг фазын 25°C | 44A (Оргил) |
| Моторын үзүүлэлтүүд: DJI 2312 | |
| Мотор фазын эсэргүүцэл | 42-47 милли Ом |
| Мотор фазын индукц | 7.5 микро-Хенрис |
| Мотор туйлын хосууд | 4 |
Жич:
- Хүрээлэн буй орчны температур +25°С ба зөвшөөрөгдөх оролтын тогтмол гүйдлийн хэмжээ дотор ажиллаж байх үедtage хүрээ 5А (RMS) хүртэлх фазын тасралтгүй гүйдлийн хувьд хавтан нь дулааны хязгаарт хэвээр байна.
Билл материал (BOM)
ТӨЛБӨРИЙН ТӨСӨЛ
| Зүйл | Сэтгэгдэл | Зохион байгуулагч | Тоо хэмжээ |
| 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 | 2.2 мкФ 10 В 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 | 47К 1% 0603 | R4, R6, R14, R24 | 4 |
| 22 | 47R 1% 0402 | R7, R8, R9, R18, R19, R20 | 6 |
| 23 | 2К 1% 0603 | R10, R37, R38, R39, R40, R42, R45, R46, R48, R49, R54, R57 | 12 |
| 24 | 300К 1% 0402 | R11, R12, R13 | 3 |
| 25 | 24.9R 1% 0603 | R15, R16, R17 | 3 |
| 26 | 100К 1% 0402 | R21, R22, R23 | 3 |
| 27 | 0.01R 1% 2010 | R25, R26 | 1 |
| 28 | 0R 1% 0805 | R28 | 1 |
| 29 | ирмэг 1R 0603 | R29 | 1 |
| 30 | 18К 1% 0603 | R30 | 1 |
| 31 | 4.99R 1% 0603 | R31 | 1 |
| 32 | 11К 1% 0603 | R32 | 1 |
| 33 | 30К 1% 0603 | R33, R34, R47, R50 | 4 |
| 34 | 300R 1% 0603 | R35, R44, R55 | 3 |
| 35 | 20к 1% 0603 | R36 | 1 |
| 36 | 12К 1% 0603 | R41, R53, R56 | 3 |
| 37 | 10К 1% 0603 | R43, R52 | 2 |
| 38 | 1к 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 |
Туршилтын үр дүн
Дрон сэнсний лавлах дизайныг тодорхойлох туршилтуудыг хийсэн. 12-р хуудсан дээрх тохиргоонд үзүүлсэн 1V, дөрвөн туйлтай хос гурван фазын PMSM дрон моторыг ир хавсаргасан туршилтанд ашигласан. Туршилтын үр дүнг нэгтгэн D-1 хүснэгтэд үзүүлэв. Зураг D-1 хурд ба оролтын хүчийг харуулав.
Хүснэгт D-1
Зураг D-1
Баримт бичиг / нөөц
 |
MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 Дрон сэнсний лавлах загвар [pdf] Хэрэглэгчийн гарын авлага dsPIC33EP32MC204, dsPIC33EP32MC204 Дрон сэнсний лавлагаа дизайн, дрон сэнсний лавлагаа дизайн, сэнсний лавлагаа дизайн, лавлагаа дизайн, дизайн |
 |
MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 Дрон сэнсний лавлах загвар [pdf] Заавар DS70005545A, DS70005545, 70005545A, 70005545, dsPIC33EP32MC204 Дрон сэнсний лавлагаа дизайн, dsPIC33EP32MC204, нисгэгчгүй сэнсний лавлагаа дизайн, сэнсний загвар, лавлагаа дизайн, |
