MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 დრონის პროპელერის საცნობარო დიზაინი

შესავალი

დასრულდაVIEW
საცნობარო დიზაინი არის იაფი შეფასების პლატფორმა, რომელიც გამიზნულია კვადკოპტერის/დრონის აპლიკაციებისთვის პროპელერებით, რომლებიც ამოძრავებს სამფაზიან მუდმივ მაგნიტს სინქრონულ ან უფუჭ ძრავებს. ეს დიზაინი ეფუძნება მიკროჩიპს dsPIC33EP32MC204 DSC, ძრავის მართვის მოწყობილობას.

სურათი 1-1: dsPIC33EP32MC204 დრონის ძრავის კონტროლერის საცნობარო დიზაინი 

მახასიათებლები

საცნობარო დიზაინის ძირითადი მახასიათებლები შემდეგია:

• სამფაზიანი ძრავის კონტროლი Power Stage
• ფაზის მიმდინარე გამოხმაურება შუნტის მეთოდით უფრო მაღალი შესრულებისთვის
• ფაზა ტtagუკუკავშირი სენსორების გარეშე ტრაპეციული მართვის ან ფრენის დასაწყებად განსახორციელებლად
• DC Bus ტtagგამოხმაურება მეტი მოცულობისთვისtagე დაცვა
• ICSP სათაური მიკროჩიპის პროგრამისტის/გამმართველის გამოყენებით მიკროჩიპის სერიული პროგრამირებისთვის
• CAN კომუნიკაციის სათაური

ბლოკის დიაგრამა

 

საცნობარო დიზაინის სხვადასხვა ტექნიკის სექციები ნაჩვენებია სურათზე 1-3 და შეჯამებულია ცხრილში 1-1.

სურათი 1-3: აპარატურის სექციები

ცხრილი 1-1 აპარატურის სექციები
განყოფილება	ტექნიკის განყოფილება
1	სამფაზიანი ძრავის კონტროლის ინვერტორი
2	dsPIC33EP32MC204 და მასთან დაკავშირებული წრე
3	MCP8026 MOSFET დრაივერი
4	CAN ინტერფეისი
5	დენის სენსორული რეზისტორები
6	სერიული საკომუნიკაციო ინტერფეისის სათაური
7	ICSP™ სათაური

8	მომხმარებლის ინტერფეისის სათაური
9	DE2 MOSFET დრაივერის სერიული ინტერფეისის სათაური

დაფის ინტერფეისის აღწერა

შესავალი
ამ თავში მოცემულია დრონის ძრავის კონტროლერის Reference Design დიზაინის შეყვანისა და გამომავალი ინტერფეისების უფრო დეტალური აღწერა. გაშუქებულია შემდეგი თემები:

• დაფის კონექტორები
• dsPIC DSC-ის პინის ფუნქციები
• MOSFET დრაივერის პინის ფუნქციები

დაფის კონექტორები
ეს განყოფილება აჯამებს კონექტორებს Smart Drone Controller Board-ში. ისინი ნაჩვენებია სურათზე 2-1 და შეჯამებულია ცხრილში 2-1.

• შეყვანის ენერგიის მიწოდება Smart Drone Controller Board-ისთვის.
• ინვერტორული გამომავლების მიწოდება ძრავზე.
• მომხმარებლისთვის dsPIC33EP32MC204 მოწყობილობის დაპროგრამების/გამართვის შესაძლებლობა.
• ინტერფეისი CAN ქსელთან.
• სერიული კომუნიკაციის დამყარება მასპინძელ კომპიუტერთან.
• სიჩქარის მითითების სიგნალის მიწოდება.

სურათი 2-1: კონექტორები - დრონის ძრავის კონტროლერის საცნობარო დიზაინი 

მაგიდის 2-1 კონექტორები 

კონექტორის დიზაინატორი	ქინძისთავების რაოდენობა	სტატუსი	აღწერა
ISP1	5	დასახლებული	ICSP™ Header – პროგრამისტის/გამმართველის ინტერფეისი dsPIC® DSC-თან
P5	6	დასახლებული	CAN საკომუნიკაციო ინტერფეისის სათაური
P3	2	დასახლებული	სერიული საკომუნიკაციო ინტერფეისის სათაური
P2	2	დასახლებული	მითითების სიჩქარე PWM/ანალოგური ინტერფეისის სათაური
ფაზა A, ფაზა B, ფაზა C	3	არ არის დასახლებული	სამფაზიანი ინვერტორული გამომავალი
VDC, GND	2	არ არის დასახლებული	შეყვანის DC მიწოდების ჩანართის კონექტორი (VDC: დადებითი ტერმინალი, GND: უარყოფითი ტერმინალი)
P1	2	დასახლებული	DE2 MOSFET დრაივერის სერიული ინტერფეისის სათაური. Გთხოვთ მიმართეთ MCP8025A/6 მონაცემთა ფურცელი ტექნიკისა და საკომუნიკაციო პროტოკოლის სპეციფიკაციებისთვის

ICSP™ სათაური პროგრამისტის/გამმართველის ინტერფეისისთვის (ISP1)
6-პინიანი სათაურის ISP1 შეუძლია პროგრამისტთან დაკავშირება, მაგample, PICkit 4, პროგრამირებისა და გამართვის მიზნით. ეს არ არის დასახლებული. საჭიროების შემთხვევაში შეავსეთ ნაწილის ნომერი 68016-106HLF ან მსგავსი. ქინძისთავის დეტალები მოცემულია ცხრილში 2-2.

ცხრილი 2-2: PIN DESCRIPTION – HEADER ISP1 

ჩამაგრება #	სიგნალის სახელი	პინის აღწერა
1	MCLR	Device Master Clear (MCLR)
2	+3.3 ვ	მიწოდება voltage
3	GND	ადგილზე
4	PGD	მოწყობილობის პროგრამირების მონაცემთა ხაზი (PGD)
5	PGC	მოწყობილობის პროგრამირების საათის ხაზი (PGC)

CAN საკომუნიკაციო ინტერფეისის სათაური (P5)
ეს 6-პინიანი სათაური შეიძლება გამოყენებულ იქნას CAN ქსელთან ინტერფეისისთვის. ქინძისთავის დეტალები მოცემულია ცხრილში 2-3.

ცხრილი 2-3: PIN DESCRIPTION – HEADER P5 

ჩამაგრება #	სიგნალის სახელი	პინის აღწერა
1	3.3 ვ	აწვდის 3.3 ვოლტს გარე მოდულს (მაქს. 10 მლ)
2	ლოდინი	შეყვანის სიგნალი ჭკვიანი კონტროლერის მოლოდინის რეჟიმში დასაყენებლად
3	GND	ადგილზე
4	CANTX	CAN გადამცემი (3.3 ვ)
5	CANRX	CAN მიმღები (3.3 V)
6	DGND	დაკავშირებულია ციფრულ მიწასთან დაფაზე

სიჩქარის მითითების ინტერფეისის სათაური (P2)
2-პინიანი Header P2 გამოიყენება firmware-ზე სიჩქარის მითითების უზრუნველსაყოფად 2 მეთოდით. ქინძისთავები დაცულია მოკლე ჩართვისგან. სათაურის P2 დეტალები მოცემულია ცხრილში 2-4.

ცხრილი 2-4: PIN DESCRIPTION – HEADER P2 

ჩამაგრება #	სიგნალის სახელი	პინის აღწერა
1	INPUT_FMU_PWM	ციფრული სიგნალი - PWM 50Hz, 3-5 ვოლტი, 4-85%
2	რეკლამის სიჩქარე	ანალოგური სიგნალი - 0-დან 3.3 ვ-მდე

სერიული კომუნიკაციების სათაური (P3)
2-პინიანი Header P3 შეიძლება გამოყენებულ იქნას მიკროკონტროლერის გამოუყენებელ პინებთან წვდომისთვის ფუნქციის გაფართოების ან გამართვისთვის, ხოლო სათაურის J3 პინის დეტალები მოცემულია ცხრილში 2-4.

ცხრილი 2-4: PIN DESCRIPTION – HEADER P3 

ჩამაგრება #	სიგნალის სახელი	პინის აღწერა
1	RXL	UART - მიმღები
2	TXL	UART - გადამცემი

DE2 MOSFET დრაივერის სერიული ინტერფეისის სათაური (P1)
2-პინიანი Header P1 შეიძლება გამოყენებულ იქნას მიკროკონტროლერის გამოუყენებელ პინებთან წვდომისთვის ფუნქციის გაფართოების ან გამართვისთვის, ხოლო სათაურის J3 პინის დეტალები მოცემულია ცხრილში 2-4.

ცხრილი 2-4: PIN DESCRIPTION – HEADER P1

ჩამაგრება #	სიგნალის სახელი	პინის აღწერა
1	DE2	UART – DE2 სიგნალი
2	GND	დაფის საფუძველი გამოიყენება გარე კავშირისთვის

ინვერტორული გამომავალი კონექტორი
საცნობარო დიზაინს შეუძლია მართოს სამფაზიანი PMSM/BLDC ძრავა. კონექტორის ქინძისთავები ნაჩვენებია ცხრილში 2-6. საპირისპირო ბრუნვის თავიდან ასაცილებლად ძრავის სწორი ფაზების თანმიმდევრობა უნდა იყოს დაკავშირებული.

ცხრილი 2-6: PIN DESCRIPTION 

ჩამაგრება #	პინის აღწერა
ფაზა A	ინვერტორის 1 ფაზის გამომავალი
ფაზა B	ინვერტორის 2 ფაზის გამომავალი
ფაზა C	ინვერტორის 3 ფაზის გამომავალი

შეყვანის DC კონექტორი (VDC და GND)
დაფა შექმნილია DC voltagდიაპაზონი 11V-დან 14V-მდე, რომელიც შეიძლება იკვებებოდეს VDC და GND კონექტორებით. კონექტორის დეტალები მოცემულია ცხრილში 2-7.

ცხრილი 2-7: PIN DESCRIPTION 

ჩამაგრება #	პინის აღწერა
VDC	DC შეყვანის მიწოდება დადებითი
GND	DC შეყვანის მიწოდება უარყოფითი

მომხმარებლის ინტერფეისი
არსებობს ორი გზა Smart Drone Controller-ის firmware-თან ინტერფეისის, რათა უზრუნველყოს სიჩქარის მითითების შეყვანა.

• PWM შეყვანა (ციფრული სიგნალი - PWM 50Hz, 3-5 ვოლტი, 4-55% სამუშაო ციკლი)
• ანალოგური ტომიtage (0 – 3.3 ვოლტი)

ინტერფეისი კეთდება P2 კონექტორთან კავშირების საშუალებით. იხილეთ ცხრილი 2-4 დეტალებისთვის. ამ საცნობარო დიზაინს აქვს გარე აქსესუარი PWM კონტროლერის მოდული, რომელიც უზრუნველყოფს სიჩქარის მითითებას. გარე კონტროლერს აქვს საკუთარი პოტენციომეტრი და 7 სეგმენტიანი LED დისპლეი. პოტენციომეტრი შეიძლება გამოყენებულ იქნას სასურველი სიჩქარის დასარეგულირებლად PWM სამუშაო ციკლის შეცვლით, რომელიც შეიძლება იცვლებოდეს 4%-დან 55%-მდე. (50Hz 4-6 ვოლტი) 3 დიაპაზონში. დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ სექცია 3.3.

dsPIC DSC-ის PIN ფუნქციები
ბორტ dsPIC33EP32MC204 მოწყობილობა აკონტროლებს საცნობარო დიზაინის სხვადასხვა მახასიათებლებს მისი პერიფერიული მოწყობილობებისა და CPU შესაძლებლობების მეშვეობით. dsPIC DSC-ის პინის ფუნქციები დაჯგუფებულია მათი ფუნქციონალურობის მიხედვით და წარმოდგენილია ცხრილში 2-9.

ცხრილი 2-9: dsPIC33EP32MC204 PIN ფუნქციები

სიგნალი	dsPIC DSC პინი ნომერი	dsPIC DSC Pin ფუნქცია	dsPIC DSC პერიფერიული	შენიშვნები
dsPIC DSC კონფიგურაცია – მიწოდება, გადატვირთვა, საათი და პროგრამირება
V33	28,40	VDD	მიწოდება	+3.3V ციფრული მიწოდება dsPIC DSC-ზე
DGND	6,29,39	VSS		ციფრული გრუნტი
AV33	17	AVDD		+3.3V ანალოგური მიწოდება dsPIC DSC-ზე
აგნ	16	AVSS		ანალოგური გრუნტი
OSCI	30	OSCI/CLKI/RA2	გარე ოსცილატორი	გარე კავშირი არ არის.
RST	18	MCLR	გადატვირთვა	უკავშირდება ICSP Header-ს (ISP1)
ISPDATA	41	PGED2/ASDA2/RP37/RB5	სერიული პროგრამირება (ICSP™) ან მიკროსქემის გამართვა	უკავშირდება ICSP Header-ს (ISP1)
ISPCLK	42	PGEC2/ASCL2/RP38/RB6
IBUS	18	DACOUT/AN3/CMP1C/RA3	მაღალი სიჩქარის ანალოგური შედარებითი 1 (CMP1) და DAC1	Ampლიფიცირებული ავტობუსის დენი შემდგომში იფილტრება CMP1-ის დადებით შეყვანასთან დაკავშირებამდე ჭარბი დენის აღმოჩენისთვის. ჭარბი დენის ბარიერი დაყენებულია DAC1-ის მეშვეობით. შედარების გამომავალი შიდა ხელმისაწვდომია PWM გენერატორების შეყვანის სახით PWM-ების გამორთვის პროცესორის ჩარევის გარეშე.
ტtage კავშირი
ADBUS	23	PGEC1/AN4/C1IN1+/RPI34/R B2	გაზიარებული ADC Core	DC Bus ტtagელ გამოხმაურება.
გამართვის ინტერფეისი (P3)
RXL	2	RP54/RC6	I/O და UART-ის Remappable ფუნქცია	ეს სიგნალები დაკავშირებულია Header P3-თან UART სერიული კომუნიკაციისთვის.
TXL	1	TMS/ASDA1/RP41/RB9
CAN ინტერფეისი (P5)
CANTX	3	RP55/RC7	CAN მიმღები, გადამცემი და ლოდინის რეჟიმში	ეს სიგნალები დაკავშირებულია Header P5-თან
CANRX	4	RP56/RC8
ლოდინი	5	RP57/RC9
PWM გამომავალი
PWM3H	8	RP42/PWM3H/RB10	PWM მოდულის გამომავალი.	დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ მონაცემთა ცხრილი.
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
ზოგადი დანიშნულების I/O

I_OUT2	22	PGEC3/VREF+/AN3/RPI33/CT ED1/RB1	გაზიარებული ADC Core
MotorGateDr_ CE	31	OSC2/CLKO/RA3	I/O პორტი	რთავს ან გამორთავს MOSFET დრაივერს.
MotorGateDrv _ILIMIT_out	36	SCK1/RP151/RC3	I/O პორტი	ჭარბი დენის დაცვა.
DE2	33	FLT32/SCL2/RP36/RB4	UART1	გადაპროგრამირებადი პორტი კონფიგურირებულია UART1 TX-ზე
DE2 RX1	32	SDA2/RPI24/RA8	UART1	გადაპროგრამირებადი პორტი კონფიგურირებულია UART1 RX-ზე
მასშტაბური ფაზა ტtage გაზომვა
PHC	21	PGED3/VREF-/ AN2/RPI132/CTED2/RB0	გაზიარებული ADC Core	უკან emf ნულოვანი ჯვარედინი სენსორული ფაზა C
PHB	20	AN1/C1IN1+/RA1	გაზიარებული ADC Core	უკან emf ნულოვანი ჯვარედინი სენსორული ფაზა B
PHA, კავშირი	19	AN0/OA2OUT/RA0	გაზიარებული ADC Core	უკან emf ნულოვანი ჯვარედინი სენსორული ფაზა A
არანაირი კავშირები
–	35,12,37,38
–	43,44,24
–	30,13,27

MOSFET-ის დრაივერის PIN ფუნქციები

სიგნალი	MCP8026 პინი ნომერი	MCP8026 Pin ფუნქცია	MCP8026 ფუნქციური ბლოკი	შენიშვნები
დენის და მიწის კავშირები
VCC_LI_PO WER	38,39	VDD	მიკერძოების გენერატორი	11-14 ვოლტი
PGND	36,35,24,20 ,19,7	PGND		დენის გრუნტი
V12	34	+12 ვ		12 ვოლტი გამომავალი
V5	41	+5 ვ		5 ვოლტი გამომავალი
LX	37	LX		ბუკის რეგულატორის გადამრთველი კვანძი 3.3 ვ ძაბვისთვის
FB	40	FB		ბუკის რეგულატორის გამოხმაურების კვანძი 3.3 ვ ძაბვისთვის
PWM გამომავალი
PWM3H	46	PWM3H	კარიბჭის კონტროლის ლოგიკა	დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ მოწყობილობის მონაცემთა ცხრილი
PWM3L	45	PWM3L
PWM2H	48	PWM2H
PWM2L	47	PWM2L
PWM1H	2	PWM1H
PWM1L	1	PWM1L
მიმდინარე სენსორული ქინძისთავები
I_SENSE2-	13	I_SENSE2-	ძრავის მართვის განყოფილება	ფაზა A შუნტი -ვე
I_SENSE2+	14	I_SENSE2+		ფაზა A შუნტი +ვე
I_SENSE3-	10	I_SENSE3-		B ფაზის შუნტი -ვე. გაითვალისწინეთ, რომ ეს შუნტი არის ინვერტორის W ნახევარ ხიდზე.
I_SENSE3+	11	I_SENSE3+		B ფაზის შუნტი +ვე. გაითვალისწინეთ, რომ ეს შუნტი არის ინვერტორის W ნახევარ ხიდზე.

I_SENSE1-	17	I_SENSE1-	ძრავის მართვის განყოფილება	მითითება ტtagე -ვე
I_SENSE1+	18	I_SENSE1+		3.3V/2 საცნობარო მოცtagე +ვე
I_OUT1	16	I_OUT1		ბუფერული გამომავალი 3.3 ვ/2 ვოლტი
I_OUT2	12	I_OUT2		Ampლიფიცირებული გამომავალი ფაზა A დენი
I_OUT3	9	I_OUT3		Ampლიფიცირებული გამომავალი B ფაზის დენი
სერიული DE2 ინტერფეისი
DE2	44	DE2	მიკერძოების გენერატორი	სერიული ინტერფეისი დრაივერის კონფიგურაციისთვის
MOSFET კარიბჭის შეყვანა
U_Motor	30	PHA	კარიბჭის კონტროლის ლოგიკა	უკავშირდება ძრავის ფაზებს.
V_Motor	29	PHB
W_Motor	28	PHC
მაღალი გვერდითი MOSFET კარიბჭე
HS0	27	HSA	კარიბჭის კონტროლის ლოგიკა	მაღალი გვერდითი MOSFET ფაზა A
HS1	26	HSB		მაღალი გვერდითი MOSFET ფაზა B
HS2	25	HSC		მაღალი გვერდითი MOSFET ფაზა C
ჩამტვირთავი
VBA	33	VBA	კარიბჭის კონტროლის ლოგიკა	ჩატვირთვის სამაჯურის კონდენსატორის გამომავალი ფაზა A
VBB	32	VBB		ჩატვირთვის სამაჯურის კონდენსატორის გამომავალი ფაზა B
VBC	31	VBC		ჩატვირთვის სამაჯურის კონდენსატორის გამომავალი ფაზა C
დაბალი გვერდითი MOSFET კარიბჭე
LS0	21	LSA	კარიბჭის კონტროლის ლოგიკა	დაბალი გვერდითი MOSFET ფაზა A
LS1	22	LSB		დაბალი გვერდითი MOSFET ფაზა B
LS2	23	LSC		დაბალი გვერდითი MOSFET ფაზა C
ციფრული I/O
MotorGateDrv _CE	3	CE	საკომუნიკაციო პორტი	რთავს MC8026 MOSFET დრაივერს.
MotorGateDrv _ILIMIT_out	15	ILIMIT_OUT (აქტიური დაბალი)	ძრავის მართვის განყოფილება
არ აკავშირებს
–	8	LV_OUT1
–	4	LV_OUT2
–	6	HV_IN1
–	5	HV_IN2

აპარატურის აღწერა

შესავალი
დრონის პროპელერის საცნობარო დიზაინის დაფა განკუთვნილია მცირე ქინძისთავის ძრავის მართვის მოწყობილობების შესაძლებლობების დემონსტრირებისთვის dsPIC33EP ერთბირთვიანი ციფრული სიგნალის კონტროლერების (DSCs) ოჯახში. საკონტროლო დაფა აერთიანებს მინიმალურ კომპონენტებს წონის შესამცირებლად. PCB ზონა შეიძლება კიდევ უფრო შემცირდეს ზომით წარმოების განზრახვის ვერსიისთვის. დაფის დაპროგრამება შესაძლებელია სისტემაში სერიული პროგრამირების კონექტორის საშუალებით და აერთიანებს ორ მიმდინარე სენსორულ რეზისტორს და MOSFET დრაივერს. CAN ინტერფეისის კონექტორი მოცემულია სხვა კონტროლერებთან კომუნიკაციისთვის და საჭიროების შემთხვევაში საცნობარო სიჩქარის ინფორმაციის მიწოდებისთვის. კონტროლერის ინვერტორი იღებს შეყვანის მოცულობასtage 10V-დან 14V-მდე დიაპაზონში და შეუძლია მიაწოდოს უწყვეტი გამომავალი ფაზის დენი 8A (RMS) მითითებულ სამუშაო მოცულობაშიtagდიაპაზონი. ელექტრული სპეციფიკაციების შესახებ დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ დანართი B. „ელექტრული სპეციფიკაციები“.

აპარატურის სექციები
ეს თავი მოიცავს თვითმფრინავის პროპელერის საცნობარო დიზაინის საბჭოს შემდეგ აპარატურულ განყოფილებებს:

• dsPIC33EP32MC204 და მასთან დაკავშირებული სქემები
• ელექტრომომარაგება
• მიმდინარე გრძნობის წრე
• MOSFET კარიბჭის დრაივერის წრე
• სამფაზიანი ინვერტორული ხიდი
• ICSP Header/Debugger ინტერფეისი

1. dsPIC33EP32MC204 და მასთან დაკავშირებული სქემები
2. ელექტრომომარაგება
   საკონტროლო დაფას აქვს სამი რეგულირებადი ტომიtage გამოდის 12V, 5V და 3.3V, გენერირებული MCP8026 MOSFET დრაივერის მიერ. 3.3 ვოლტი წარმოიქმნება MCP8026 ბორტ მარეგულირებლისა და უკუკავშირის მოწყობის გამოყენებით. იხილეთ წითელი ყუთი სურათზე A-1 სქემების განყოფილებაში. ბატარეის გარე კვების წყარო პირდაპირ მიეწოდება ინვერტორს დენის კონექტორების მეშვეობით. 15uF კონდენსატორი უზრუნველყოფს DC ფილტრაციას სტაბილური მუშაობისთვის დატვირთვის სწრაფი ცვლილებების დროს. გთხოვთ, იხილოთ მოწყობილობის (MCP8026) მონაცემთა ფურცელი თითოეული ტომის გამომავალი დენის შესაძლებლობისთვისtage გამომავალი.
3. მიმდინარე გრძნობის წრე
   დენი იგრძნობა პოპულარული "ორი შუნტის" მიდგომის გამოყენებით. ორი 10-მილიონიანი შუნტი უზრუნველყოფს დენის შეყვანას ჩიპზე Op-Ampს. ოპ-Amps არის დიფერენციალური მომატების რეჟიმში 7.5 მომატებით, რაც უზრუნველყოფს 22-სAmp პიკური ფაზის დენის გაზომვის შესაძლებლობა. The ampგააქტიურებული დენის სიგნალი A ფაზიდან (U ნახევრად ხიდი) და ფაზა B (W ნახევრად ხიდი) გარდაიქმნება dsPIC კონტროლერის firmware-ით. ტtagე მითითება ბუფერული გამომავალი 3.3V / 2 უზრუნველყოფს ხმაურის გარეშე ნულოვანი მითითებას დენის სენსორული სქემებისთვის. დეტალებისთვის იხილეთ სქემების განყოფილება სურათი A-4.
4. MOSFET კარიბჭის დრაივერის წრე
   კარიბჭის დრაივერი შიგნიდან მუშავდება, გარდა ჩამტვირთველის კონდენსატორებისა და დიოდებისა, რომლებიც განთავსებულია დაფაზე და შექმნილია იმის გათვალისწინებით, რომ ადეკვატურად ჩართოთ MOSFET-ები ყველაზე დაბალ ოპერაციულ მოცულობაზე.tagე. იხილეთ სპეციფიკაციები MCP8026 ოპერაციული ტომისთვისtagდიაპაზონი მონაცემთა ფურცელში.
   იხილეთ სქემების განყოფილება ფიგურა A-1 ურთიერთდაკავშირების დეტალებისთვის.
5. სამფაზიანი ინვერტორული ხიდი
   ინვერტორი არის სტანდარტული 3 ნახევარი ხიდი 6 N არხის MOSFET მოწყობილობით, რომელსაც შეუძლია მუშაობა 4 კვადრატში. MOSFET-ის დრაივერი უშუალოდ აკავშირებს დარტყმის სიჩქარის შემზღუდველი სერიის რეზისტორების მეშვეობით MOSFET-ების კარიბჭეებს. სტანდარტული ჩამტვირთავი წრე, რომელიც შედგება კონდენსატორებისა და დიოდების ქსელისგან, უზრუნველყოფილია თითოეული მაღალი გვერდითი MOSFET-ისთვის ადექვატური ჩართვის კარიბჭის მოცულობისთვის.tagე. ჩატვირთვის კონდენსატორები და დიოდები შეფასებულია სრული ოპერაციული მოცულობითtagდიაპაზონი და დენი. სამფაზიანი ინვერტორული ხიდის გამოსავალი ხელმისაწვდომია U, V და W ძრავის სამი ფაზისთვის. დაკავშირების და სხვა დეტალებისთვის იხილეთ სქემების განყოფილება სურათი A-4.

ICSP Header/Debugger ინტერფეისი
Smart Drone Controller-ის დაფის დაპროგრამება: პროგრამირება და გამართვა ხდება იგივე ICSP კონექტორის ISP1 მეშვეობით. გამოიყენეთ PICKIT 4 დასაპროგრამებლად PKOB კონექტორით, რომელიც დაკავშირებულია 1-დან 1-მდე, როგორც ეს მოცემულია ცხრილში 2-2. შეგიძლიათ დაპროგრამოთ MPLAB-X IDE ან MPLAB-X IPE. ჩართეთ დაფა 11-14 ვოლტით. აირჩიეთ შესაბამისი ექვსკუთხედი file და მიჰყევით ინსტრუქციას IDE/IPE-ზე. პროგრამირება დასრულებულია, როდესაც გამომავალ ფანჯარაში გამოჩნდება შეტყობინება "პროგრამირება/დადასტურება დასრულებულია".

• გამართვის ინსტრუქციებისთვის იხილეთ MPLAB PICKIT 4 მონაცემთა ფურცლები

აპარატურის კავშირები
ეს განყოფილება აღწერს დრონის კონტროლერის მუშაობის დემონსტრირების მეთოდს. საცნობარო დიზაინი მოითხოვს რამდენიმე დამატებით მოდულს და ძრავას.

• 5 ვ ელექტრომომარაგება PWM კონტროლერისთვის
• PWM კონტროლერი გამოიყენება სიჩქარის მითითების მიწოდებისთვის ან პოტენციომეტრის სხვადასხვა მოცულობის მიწოდებისთვისtage სიჩქარის მითითება
• BLDC ძრავა დანართ B-ში აღწერილი პარამეტრებით
• ბატარეის კვების წყარო 11-14 ვ და 1500 mAH სიმძლავრით

ნებისმიერი თავსებადი მარკა ან მოდელი შეიძლება გამოყენებულ იქნას აქ ნაჩვენების ჩასანაცვლებლად წარმატებული მუშაობისთვის. ქვემოთ ნაჩვენებია ყოფილიampამ დემონსტრაციისთვის გამოყენებული ზემოაღნიშნული აქსესუარები და ძრავები.

PWM კონტროლერი:

BLDC ძრავა: DJI 2312

ბატარეა:

ოპერაციული ინსტრუქციები: მიჰყევით ქვემოთ მოცემულ ნაბიჯებს:

შენიშვნა: არ მიამაგროთ პროპელერი ამ დროს

ნაბიჯი 1: ძირითადი კვების წყაროს კავშირი
შეაერთეთ ბატარეა '+' და '-' VDC და GND ტერმინალებთან სმარტ კონტროლერის გასააქტიურებლად. ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას DC კვების წყარო.

ნაბიჯი 2: სიჩქარის მითითების სიგნალი ჭკვიანი დრონის კონტროლერისთვის.
კონტროლერი იღებს სიჩქარის შეყვანის მითითებას PWM კონტროლერიდან მაქსიმუმ 5 ვოლტზე. PWM კონტროლერის გამომავალი უზრუნველყოფს მიწაზე მითითებულ 5V სიგნალის გამომავალს, რომელიც უერთდება 5V ტოლერანტულ შეყვანის პინს, როგორც ნაჩვენებია სურათზე. ასევე ნაჩვენებია ადგილზე კავშირის ადგილი.

ნაბიჯი 3: ელექტროენერგიის მიწოდება PWM კონტროლერისთვის.
შეაერთეთ გადართვის რეგულარული შეყვანა ბატარეის ტერმინალებთან და გამომავალი (5V) PWM კონტროლერის მიწოდებასთან.

ნაბიჯი 4: PWM კონტროლერის კონფიგურაცია:
სიგნალის პულსის სიგანე PWM კონტროლერიდან დამოწმებულია მოქმედი სიგნალისთვის firmware-ში, რათა თავიდან აიცილოს ყალბი ჩართვა და სიჩქარის გადაჭარბება. კონტროლერს აქვს ორი ღილაკით ჩამრთველი. აირჩიეთ მექანიკური მუშაობის რეჟიმი "Select" გადამრთველის გამოყენებით. გამოიყენეთ ღილაკი „პულსის სიგანე“ სიჩქარის კონტროლის 3 დონეს შორის ასარჩევად. გადამრთველი მოძრაობს 3 დიაპაზონში PWM სამუშაო ციკლის გამოსასვლელად ყოველი დაჭერით.

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

დისპლეის ჩვენება მერყეობს 800-დან 2200-მდე სამუშაო ციკლის ხაზოვანი ცვლილებისთვის დიაპაზონში. პოტენციომეტრის ჩართვა PWM კონტროლერზე გაზრდის ან შეამცირებს PWM გამომავალს.

ნაბიჯი 5: ძრავის ტერმინალის კავშირი:
შეაერთეთ ძრავის ტერმინალები A, B და C ფაზებთან. თანმიმდევრობა განსაზღვრავს ძრავის ბრუნვის მიმართულებას. დრონის სასურველი როტაცია საათის ისრის მიმართულებით იყურება ძრავში, რათა თავიდან აიცილოს პროპელერის გაფხვიერება. ამიტომ მნიშვნელოვანია დაადასტუროთ ბრუნვის მიმართულება პირების დამონტაჟებამდე. მიაწოდეთ PWM საცნობარო სიგნალი PWM კონტროლერზე პოტენციომეტრის შეცვლით, დაწყებული პულსის მინიმალური სიგანის პოზიციით (800). ძრავა დაიწყებს ბრუნვას 7.87% სამუშაო ციკლით (50Hz) და ზემოთ. 7-სეგმენტიანი დისპლეი აჩვენებს 1573 (7.87% სამუშაო ციკლი) 1931-მდე (10.8% სამუშაო ციკლი), როდესაც ძრავა ტრიალებს. დაადასტურეთ, რომ ბრუნვის მიმართულება არის საათის ისრის საწინააღმდეგოდ. თუ არა, შეცვალეთ ორი კავშირი ძრავის ტერმინალებთან. დააბრუნეთ პოტენციომეტრი ყველაზე დაბალი სიჩქარის პარამეტრზე.

ნაბიჯი 6: პროპელერის დამონტაჟება:
გამორთეთ ბატარეის ენერგია. დააინსტალირეთ პროპელერის დანა ძრავის ლილვში ხრახნით საათის ისრის მიმართულებით. მუშაობისას ჯოხი/ძრავა მყარად დაიჭირეთ გაშლილი ხელით და უსაფრთხო მანძილზე ყველა დაბრკოლებისა და ხალხისგან. შეაერთეთ კვების წყარო. პროპელერის მოქმედება ძალას მოაქვს ხელის მიმართ ტრიალის დროს, ამიტომ მტკიცე მოჭიდება აუცილებელია სხეულის დაზიანების თავიდან ასაცილებლად. შეცვალეთ პოტენციომეტრი სიჩქარის შესაცვლელად (ჩვენება მიუთითებს 1573-დან 1931 წლამდე) ეს ასრულებს დემონსტრირებას.

ქვემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს დემონსტრაციისთვის გაყვანილობის მთლიან დაყენებას.

სქემატიკა

დაფის სქემები
ამ განყოფილებაში მოცემულია dsPIC33EP32MC204 თვითმფრინავის პროპელერის საცნობარო დიზაინის სქემატური დიაგრამები. საცნობარო დიზაინში გამოყენებულია ოთხფენიანი FR4, 1.6 მმ, მოოქროვილი ხვრელი (PTH) კონსტრუქცია.

ცხრილი A-1 აჯამებს საცნობარო დიზაინის სქემებს:

ცხრილი A-1: ​​სქემები
ფიგურის ინდექსი	სქემატიკა ფურცელი No.	ტექნიკის სექციები
სურათი A-1	1 4-დან	dsPIC33EP32MC204-dsPIC DSC(U1) ურთიერთკავშირები MCP8026-MOSFET დრაივერის ურთიერთკავშირები 3.3 ვ ანალოგური და ციფრული ფილტრი და უკუკავშირის ქსელი dsPIC DSC შიდა ოპერატიული ampგამხსნელები ამისთვის ampმაცოცხლებელი Bus Current Bootstrap ქსელი.
სურათი A-2	2 4-დან	სისტემაში სერიული პროგრამირების სათაური ISP1 CAN საკომუნიკაციო ინტერფეისი სათაური P5 გარე PWM სიჩქარის კონტროლი ინტერფეისი სათაური P2 სერიული გამართვის ინტერფეისი P3
სურათი A-3	3 4-დან	DC Bus ტtage scaling resistor divider Back-emf voltagსკალირების ქსელი ოპ-Amp მომატება და საცნობარო წრედი ფაზის დენის ზონდირებისთვის
სურათი A-4	4 4-დან	ძრავის მართვის ინვერტორი - სამფაზიანი MOSFET ხიდი

სურათი A-1:

სურათი A-2

სურათი A-4

ელექტრო სპეციფიკაციები

შესავალი
ამ განყოფილებაში მოცემულია dsPIC33EP32MC204 დრონის ძრავის კონტროლერის საცნობარო დიზაინის ელექტრული სპეციფიკაციები (იხ. ცხრილი B-1).

ელექტრო სპეციფიკაციები 1:

პარამეტრი	ოპერაციული დიაპაზონი
შეყვანის DC Voltage	10-14 ვ
აბსოლუტური მაქსიმალური შეყვანის DC მოცულობაtage	20 ვ
მაქსიმალური შეყვანის დენი VDC და GND კონექტორის მეშვეობით	10A
უწყვეტი გამომავალი დენი ფაზაზე @ 25°C	44A (პიკი)

ძრავის სპეციფიკაციები: DJI 2312
ძრავის ფაზის წინააღმდეგობა	42-47 მილი Ohms
ძრავის ფაზის ინდუქციურობა	7.5 მიკრო-ჰენრისი
საავტომობილო ბოძების წყვილი	4

შენიშვნა:

1. მუშაობისას გარემოს ტემპერატურაზე +25°C და დასაშვები შეყვანის DC voltagდიაპაზონი დაფა რჩება თერმული ლიმიტების ფარგლებში 5A-მდე (RMS) უწყვეტი თითო ფაზის დენებისთვის.

მასალების ანგარიში (BOM)

მასალების გადასახადი

ელემენტი	კომენტარი	დიზაინერი	რაოდენობა
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	მძივი 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

ტესტის შედეგები

ჩატარდა ტესტები დრონის პროპელერის საცნობარო დიზაინის დასახასიათებლად. 12 ვოლტიანი, ოთხი ბოძიანი წყვილის სამფაზიანი PMSM დრონის ძრავა, რომელიც ნაჩვენებია პარამეტრებში 1 გვერდზე, გამოიყენებოდა ტესტირებისთვის დამაგრებული პირებით. ცხრილი D-1 აჯამებს ტესტის შედეგებს. ნახაზი D-1 გვიჩვენებს სიჩქარეს შეყვანის სიმძლავრის მიმართ.

ცხრილი D-1

სურათი D-1

დოკუმენტები / რესურსები

	MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 დრონის პროპელერის საცნობარო დიზაინი [pdf] მომხმარებლის სახელმძღვანელო dsPIC33EP32MC204, dsPIC33EP32MC204 დრონის პროპელერის საცნობარო დიზაინი, თვითმფრინავის პროპელერის საცნობარო დიზაინი, პროპელერის საცნობარო დიზაინი, მითითების დიზაინი, დიზაინი
	MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 დრონის პროპელერის საცნობარო დიზაინი [pdf] ინსტრუქციები DS70005545A, DS70005545, 70005545A, 70005545, dsPIC33EP32MC204 დრონის პროპელერის საცნობარო დიზაინი, dsPIC33EP32MC204, დრონის პროპელერის მითითების დიზაინი, პროპელერის დიზაინი, მითითების დიზაინი,

ცნობები

• მომხმარებლის სახელმძღვანელო