Selv om en quadcopter-fjernkontrollkrets lett kan anskaffes fra markedet eller fra hvilken som helst nettbutikk, har en ivrig elektronisk hobbyist aldri lov til å lære hvordan disse fungerer, og om disse kan bygges hjemme eller ikke?

I denne artikkelen vil vi prøve å bygge en enkel quadcopter fjernkontrollkrets ved bruk av diskrete komponenter og bruk av RF-fjernkontrollmoduler, og uten å involvere de komplekse MCU-baserte kretsene.

Den trinnvise veiledningen vil faktisk få interesserte hobbyister til å forstå hvor enkelt et quadcopter kan styres ved hjelp av et PWM-konsept.

Vi har allerede lært quadcopter grunnleggende , la oss nå undersøke en fjernkontrollseksjon som til slutt vil bidra til å fly enheten eksternt.

Grunnleggende moduler kreves

Hovedingrediensene som kan være nødvendige for prosjektet er gitt som under:

Vi vil i utgangspunktet kreve følgende 3 kretsfaser:

1) 4-veis RF-fjernkontroll Tx, Rx-moduler - 1 sett

2) IC 555-baserte PWM-generatorkretser - 4 nr

3) BLDC-motorstyringskretser - 4nr

Siden det er en hjemmelaget versjon, kan vi forvente noen ineffektiviteter med den foreslåtte designen, for eksempel fraværet av joysticks for kontrollene, som erstattes med potter eller potensiometere, men systemets arbeidsevne kan forventes å være på nivå med profesjonelle enheter.

Den håndholdte PWM-senderenheten består i utgangspunktet av Tx-fjernmodulen integrert med 4 diskrete PWM-kontrollkretser, mens quadcopteret må lukkes med 1 Rx-krets integrert med 4 diskrete BLDC-driverkretser.

La oss begynne med quadcoptermotorkretsene, og se hvordan BLDC-motorstyringen må konfigureres og festes med Rx-kretsen.

Quadcopter PWM mottakerkrets

I et av de forrige innleggene lærte vi hvordan en allsidig BLDC-motorstyring kunne bygges ved hjelp av en enkelt brikke, men dette designet er ikke designet for å betjene relativt tyngre motorer til et quadcopter, derfor er det kanskje ikke egnet for den foreliggende applikasjon.

Et 'storebror' -alternativ for den ovennevnte kretsen er heldigvis tilgjengelig og blir perfekt egnet til å kjøre quadcoptermotorer. Takk til TEXAS INSTRUMENTS, for å gi oss så fantastiske kretsmoduler som er spesifisert med én chip.

For å lære mer om denne høyaktuelle BLDC driver IC, kan du se følgende pdf datablad av det samme

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

Oppsettet nedenfor viser det komplette kretsskjemaet til quadcopter motor driver controller ved bruk av DRV11873 IC, som er en selvstendig lavstrøm BLDC motorkrets som består av alle nødvendige beskyttelsesfunksjoner som overbelastningsbeskyttelse, termisk beskyttelse etc. Denne modulen danner i utgangspunktet ESC for vår nåværende quadcopter-enhet.

For mer informasjon om dette designet og PCB-detaljer, kan du referere til originaldokumentet nedenfor:

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

Quadcopter PWM-basert fjernkontrollkrets

Hvordan det fungerer

FS og FG pinouts på IC er for å forbedre IC med ekstra kontroller gjennom eksterne kretser, siden vi ikke bruker disse funksjonene i vårt design, kan disse pinnene holdes ubrukt og avsluttes til den positive linjen gjennom en 100K motstand.

RD pinout på IC bestemmer motorens rotasjonsretning. Hvis du kobler denne stiften til Vcc via en 100K motstand, kan du rotere mot klokken på motoren mens du lar den være frakoblet, gjør det motsatte og lar motoren spinne med urviseren.

Pinne nr. 16 er at PWM-inngangen brukes til å injisere en PWM-inngang fra en ekstern kilde, og varierende driftssyklus til PWM endrer motorens hastighet tilsvarende.

FR, CS pinouts er også irrelevante for behovet og kan derfor stå ubrukt som vist i diagrammet, og avsluttes til den positive linjen gjennom en 100K motstand.

U, V, W pinouts er motorutgangene som må kobles til den respektive quadcopter BLDC 3-fasemotoren.

COM pinout er for tilkobling av den vanlige ledningen til 3-fasemotoren. Hvis motoren din ikke har en felles ledning, kan du bare simulere den ved å koble 3 nos med 2k2 motstander til U, W, W-pinnene og deretter bli med på deres felles ender med COM-pinnen på IC-en.

Skjematisk viser også en IC 555 konfigurert i PWM-stabil kretsmodus. Dette blir en del av kretsmodulen, og PWM-utgangen fra pinnen nr. 7 kan sees forbundet med PWM-inngangen til DRV IC-kretsen for å starte de 4 motorene med en konstant basehastighet og for å aktivere motoren konstant svevende hastighet på et gitt sted.

Dette avslutter hoved-ELC-kretsen eller BLDC-driverkretsen for quadcopter-design.

Vi trenger fire slike moduler for de fire motorene i vår quadcopter-design.

Betydning, 4 slike DRV IC sammen med IC 555 PWM scenen må være assosiert med hver av de fire motorene i quadcopteret.

Disse modulene vil sørge for at alle de fire motorene normalt settes med en forutbestemt hastighet ved å påføre et fast og identisk PWM-signal til hver av de relevante IC-ene for DRV-kontrolleren.

La oss nå lære hvordan PWM kan endres gjennom en fjernkontroll for å endre hastighetene til den enkelte motoren ved hjelp av et vanlig 4-kanals fjernkontrollhåndsett.

RF-mottakermodulen (PWM-dekoder)

Ovennevnte krets viser mottakerens fjernstyrte RF-krets som antas å være plassert inne i quadcopter for mottak av eksterne trådløse PWM-data fra brukerens fjernsenderhåndsett og deretter behandler signalene på riktig måte for å mate de medfølgende DRV-kontrollermodulene som forklart i forrige avsnitt.

De 4 utgangene som heter PWM # 1… .PWM # 4 må kobles til PWM-pinnen nr. 15 på DRV IC som angitt i forrige diagram.

Disse PWM-pinouts fra RF-mottakerenheten blir aktivert når den tilhørende knappen trykkes inn av brukeren i senderen.

Hvordan RF-senderen må kables (PWM Encoder)

I avsnittet ovenfor diskuterte vi Rx eller den eksterne mottakerkretsen og hvordan dens 4 utganger må kobles til quadcopter motor ESC driver moduler.

Her ser vi hvordan den enkle RF-senderen må opprettes og kobles til PWM-kretser for å overføre PWM-dataene trådløst til quadcopter-mottakerenheten, slik at hastighetene til den enkelte motoren styres bare ved å trykke på en knapp, som til slutt forårsaker quadcopter for å endre retning eller hastighet, i henhold til brukerens preferanser.

“gated d latch sannhetstabell ”

Kretsen vist ovenfor viser ledningsdetaljene til sendermodulen. Ideen ser ganske enkel ut, hovedsenderkretsen er dannet av TSW434-brikken som overfører de kodede PWM-signalene til atmosfæren, og HT12E som blir ansvarlig for å mate de kodede signalene til TSW-brikken.

PWM-signalene genereres av 4 separate IC 555 kretstrinn som kan være identiske med det som tidligere ble diskutert i DRV-styringsmodulen.

PWM-innholdet i de 4 IC-ene kan ses som avsluttet til de respektive pinouts på koderen IC HT12E gjennom 4 diskrete trykknapper angitt som SW1 ---- SW4.

Hver av disse knappene tilsvarer og bytter den samme pinout på mottakermodulen som vi diskuterte tidligere og indikerte som PWM # 1, PWM # 2… ..PWM # 4.

Betydning av å trykke på SW1 kan føre til at PWM # 1-utgangen fra mottakerenheten er aktiv, og dette vil slå ut vil begynne å mate de mottatte dekodede PWM-signalene fra senderen til den tilhørende DRV-modulen og i sin tur føre til at den aktuelle motoren endrer hastigheten tilsvarende.

På samme måte kan trykke på SW2,3,4 brukes til å påvirke hastighetene til de andre 3 quadcoptermotorene etter hva brukerne ønsker.

IC 555 PWM-krets

De 4 PWM-kretsene vist i ovenstående RF-senderhåndsett kan bygges ved å referere til følgende diagram, som er nøyaktig lik den som ble sett på vår DRV-kontroller ESC-krets.

Husk at 5K-potten kan være i form av en vanlig pott, og denne potten kan brukes i tillegg med knappene for å velge forskjellige hastigheter på de tilsvarende motorene.

Betydning ved å holde en valgt knapp nede og samtidig bevege den tilsvarende 5KPWMpot, kan føre til at quadcopter øker eller reduserer hastigheten i den tiltenkte retningen.

Alternativt kan PWM innstilles på et høyere eller lavere nivå, og deretter trykkes den tilsvarende knappen for å gjøre det mulig for den tilsvarende quadcoptermotoren å oppnå den foretrukne hastigheten, i henhold til PWM-innstillingen.

Quadcopter Motor Spesifikasjon

Ovennevnte Qiadcopter fjernkontrollkrets er kun ment for visningsformål, og kan ikke brukes til å løfte laster eller et kamera. Dette innebærer at motorene som brukes i konstruksjonen fortrinnsvis skal være av lav strømtype.

DRV11873 IC er designet for å opeatere motorer klassifisert til 15V, 1,5 ampere eller rundt 20 watt motor ... så hvilken som helst 3-faset BLDC-motor med en effekt på 15 til 30 watt kan brukes til formålet.

Batteriet for denne quadcopter-designen kan være et hvilket som helst 12v Lipo pr Li-ion-batteri som kan levere 15V topp ved 1,5 ampere kontinuerlig strøm.