Deși circuitele de telecomandă quadcopter pot fi achiziționate foarte ușor de pe piață sau de la orice magazin online, un pasionat electronic pasionat nu are voie să afle cum funcționează efectiv aceste funcții și dacă acestea pot fi sau nu construite acasă?

În acest articol vom încerca să construim un circuit simplu de telecomandă quadcopter folosind componente discrete și folosind module de telecomandă RF și fără a implica circuite complexe bazate pe MCU.

Ghidul pas cu pas îi va face pe pasionații interesați să înțeleagă cât de simplu poate fi controlat un quadcopter folosind un concept PWM.

Am învățat deja elementele de bază ale quadcopterului , acum să investigăm o secțiune de telecomandă care, în cele din urmă, va ajuta la pilotarea unității de la distanță.

Module de bază necesare

Principalele ingrediente care pot fi necesare pentru proiect sunt prezentate după cum urmează:

Vom avea fundamental următoarele 3 etape de circuit:

1) telecomandă RF cu 4 căi Tx, module Rx - 1set

2) Circuite generatoare PWM bazate pe IC 555 - 4nos

3) Circuite controler de motor BLDC - 4nos

Deoarece este o versiune de casă, ne putem aștepta la unele ineficiențe cu designul propus, cum ar fi absența joystick-urilor pentru comenzi, care sunt înlocuite cu ghivece sau potențiometre, cu toate acestea capacitatea de lucru a sistemului poate fi de așteptat să fie la fel cu unități profesionale.

Unitatea transmițătoare PWM portabilă va consta în principiu din modulul de la distanță Tx integrat cu 4 circuite de control discrete PWM, în timp ce quadcopterul va trebui să fie inclus cu un circuit Rx integrat cu 4 circuite de driver BLDC discrete.

Să începem cu circuitele motorului quadcopter și să vedem cum trebuie configurat și atașat controlerul motor BLDC cu circuitul Rx.

Circuitul receptorului Quadcopter PWM

Într-una din postările anterioare am aflat cum un controler de motor BLDC versatil ar putea fi construit folosind un singur cip, totuși acest design nu este conceput pentru a funcționa motoare relativ mai grele ale unui quadcopter, prin urmare este posibil să nu fie potrivit pentru prezenta aplicație.

O opțiune „fratele mai mare” pentru circuitul de mai sus este din fericire disponibilă și devine perfect potrivită pentru conducerea motoarelor quadcopter. Vă mulțumim pentru TEXAS INSTRUMENTS, pentru că ne-ați furnizat astfel de module minunate de circuite specificate pentru aplicația cu un singur chip.

Pentru a afla mai multe despre acest IC de driver BLDC de mare curent, puteți consulta următoarea foaie de date pdf a acestuia

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

Setarea de mai jos prezintă schema completă a circuitului controlerului driverului de motor quadcopter folosind IC DRV11873, care este un circuit motor BLDC de curent redus autonom, format din toate caracteristicile de protecție necesare, cum ar fi protecția la suprasarcină, protecția termică etc. Acest modul formează practic ESC pentru actuala noastră unitate quadcopter.

Pentru mai multe informații despre acest design și detalii PCB, puteți consulta documentul original de mai jos:

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

Circuit de telecomandă bazat pe quadcopter PWM

Cum functioneaza

Pin-urile FS și FG ale IC sunt destinate îmbunătățirii IC-ului cu controale adăugate prin circuite externe, deoarece nu utilizăm aceste caracteristici în proiectarea noastră, acești pini pot fi păstrați neutilizați și terminați la linia pozitivă printr-un rezistor de 100K.

Pinout-ul RD al IC-ului decide direcția de rotație a motorului. Conectarea acestui pin la Vcc printr-un rezistor de 100K permite o rotație în sens invers acelor de ceasornic pe motor, lăsându-l neconectat face opusul și permite motorului să se rotească în sensul acelor de ceasornic.

Pinul 16 este intrarea PWM este utilizată pentru injectarea unei intrări PWM dintr-o sursă externă, variind ciclul de funcționare al PWM modifică viteza motorului în mod corespunzător.

Pin-urile FR, CS sunt, de asemenea, irelevante pentru nevoile externe și, prin urmare, pot fi lăsate neutilizate așa cum se arată în diagramă și pot fi terminate pe linia pozitivă printr-un rezistor de 100K.

Pinout-urile U, V, W sunt ieșirile motorului care trebuie conectate cu motorul quadcopter BLDC trifazic respectiv.

Pinout-ul COM este pentru conectarea firului comun al motorului trifazat, dacă motorul dvs. nu are un fir comun, îl puteți simula pur și simplu conectând 3 numere de rezistențe 2k2 la pinii U, W, W și apoi uniți-le se termină cu pinul COM al IC.

Schema arată, de asemenea, un IC 555 configurat în modul de circuit astabil PWM. Aceasta devine o parte a modulului circuitului și ieșirea PWM de la pinul său # 7 poate fi văzută conectată la intrarea PWM a circuitului DRV IC pentru a iniția cele 4 motoare cu o viteză de bază constantă și pentru a permite motorului o deplasare constantă viteza la un loc dat.

Aceasta încheie circuitul ELC principal sau circuitul driver BLDC pentru un design quadcopter.

Vom avea nevoie de patru astfel de module pentru cele patru motoare din designul nostru quadcopter.

Adică, 4 astfel de IC DRV împreună cu etapa IC 555 PWM vor trebui asociate cu fiecare dintre cele 4 motoare ale quadcopterului.

Aceste module se vor asigura că, în mod normal, toate cele 4 motoare sunt setate la o viteză predeterminată prin aplicarea unui semnal PWM fix și identic fiecărui CI al controlerului DRV relevant.

Acum, să învățăm cum PWM poate fi modificat printr-o telecomandă pentru a modifica viteza motorului individual folosind un receptor obișnuit de 4 canale cu telecomandă.

Modulul receptorului RF (Decodor PWM)

Circuitul de mai sus arată circuitul RF de la distanță al receptorului, care ar trebui să fie găzduit în quadcopter pentru a primi date PWM fără fir externe de la receptorul de la emițătorul de la distanță al utilizatorului și apoi procesează semnalele în mod corespunzător pentru a alimenta modulele de controler DRV însoțitoare, așa cum se explică în secțiunea anterioară.

Cele 4 ieșiri numite PWM # 1 ... PWM # 4 trebuie să fie conectate cu pinul PWM # 15 al IC-ului DRV, așa cum este indicat în diagrama anterioară.

Aceste pinouts PWM de la unitatea de recepție RF devin activate de fiecare dată când butonul corespunzător este apăsat de utilizator în receptorul său transmițător.

Cum trebuie să fie cablat transmițătorul RF (codificator PWM)

În secțiunea de mai sus am discutat despre Rx sau circuitul receptorului la distanță și despre modul în care cele 4 ieșiri ale acestuia trebuie să fie conectate cu modulele driverului ESC cu motor quadcopter.

Aici vedem cum trebuie creat și conectat transmițătorul RF simplu cu circuite PWM pentru transmiterea datelor PWM fără fir către unitatea de recepție quadcopter, astfel încât viteza motorului individual să fie controlată pur și simplu printr-o apăsare de buton, ceea ce determină în cele din urmă quadcopter pentru a schimba direcția sau viteza acesteia, conform preferințelor utilizatorilor.

“cum funcționează o placă de calcul ”

Circuitul prezentat mai sus prezintă detaliile de cablare ale modulului transmițător. Ideea pare destul de simplă, circuitul principal al emițătorului este format din cipul TSW434 care transmite semnalele PWM codificate în atmosferă și HT12E care devine responsabil pentru alimentarea semnalelor codate către cipul TSW.

Semnalele PWM sunt generate de 4 etape separate ale circuitului IC 555, care pot fi identice cu cel discutat anterior în modulul controlerului DRV.

Conținutul PWM al celor 4 circuite integrate poate fi văzut terminat la pinout-urile respective ale codificatorului IC HT12E prin intermediul a 4 butoane discrete indicate ca SW1 ---- SW4.

Fiecare dintre aceste butoane corespunde și comută pinout-ul identic al modulului receptor pe care l-am discutat mai devreme și l-am indicat ca PWM # 1, PWM # 2 ... ..PWM # 4.

Înțelesul apăsării SW1 poate provoca activarea ieșirii PWM # 1 a unității receptoare și aceasta va începe să alimenteze semnalele PWM decodate recepționate de la transmițător către modulul DRV asociat și, la rândul său, să determine motorul relevant să-și schimbe viteza în consecință.

În mod similar, apăsarea SW2,3,4 poate fi utilizată pentru influențarea vitezei celorlalte 3 motoare quadcopter conform dorinței utilizatorilor.

Circuit IC 555 PWM

Cele 4 circuite PWM prezentate în receptorul transmițătorului RF de mai sus pot fi construite făcând referire la următoarea diagramă, care este exact similară cu cea care a fost văzută circuitul nostru ESC al controlerului DRV.

Vă rugăm să rețineți că potul de 5K ar putea fi sub forma unui pot obișnuit și acest pot ar putea fi utilizat suplimentar cu butoanele pentru selectarea diferitelor turații pe motoarele corespunzătoare.

Adică prin menținerea apăsată a unui buton selectat și mișcarea simultană a 5KPWMpot corespunzător, un quadcopter poate crește sau micșora viteza în direcția dorită.

Alternativ, PWM ar putea fi setat inițial la un nivel superior sau inferior și apoi butonul corespunzător apăsat pentru a permite motorului quadcopter corespunzător să atingă viteza preferată, conform setării PWM.

Specificația motorului quadcopter

Circuitul de telecomandă Qiadcopter explicat mai sus este destinat să fie utilizat numai pentru afișare și nu poate fi utilizat pentru ridicarea de sarcini sau pentru o cameră. Aceasta implică faptul că motoarele utilizate în proiectare ar trebui să fie de preferință un tip de curent redus.

DRV11873 IC este proiectat pentru a opri motoarele cu o tensiune de 15V, 1,5 amperi sau aproximativ 20 de wați ... astfel încât orice motor trifazat BLDC de 15 până la 30 de wați poate fi utilizat în acest scop.

Bateria pentru acest design quadcopter poate fi orice baterie Li-ion Lipo pr de 12v capabilă să furnizeze vârf de 15V la 1,5 amperi de curent continuu.