MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 ड्रोन प्रोपेलर संदर्भ डिझाइन
परिचय
ओव्हरVIEW
संदर्भ डिझाइन हे क्वाडकोप्टर/ड्रोन ऍप्लिकेशन्ससाठी लक्ष्यित केलेले कमी किमतीचे मूल्यमापन प्लॅटफॉर्म आहे जे तीन-फेज पर्मनंट मॅग्नेट सिंक्रोनस किंवा ब्रशलेस मोटर्सद्वारे चालविलेल्या प्रोपेलरसह आहे. हे डिझाइन मायक्रोचिप dsPIC33EP32MC204 DSC, मोटर नियंत्रण उपकरणावर आधारित आहे.
आकृती 1-1: dsPIC33EP32MC204 ड्रोन मोटर कंट्रोलर संदर्भ डिझाइन
वैशिष्ट्ये
संदर्भ डिझाइनची मुख्य वैशिष्ट्ये खालीलप्रमाणे आहेत:
- थ्री-फेज मोटर कंट्रोल पॉवर एसtage
- उच्च कार्यक्षमतेसाठी शंट पद्धतीद्वारे वर्तमान अभिप्राय फेज करा
- टप्पा खंडtagसेन्सर-लेस ट्रॅपेझॉइडल कंट्रोल किंवा फ्लाइंग स्टार्ट लागू करण्यासाठी ई फीडबॅक
- डीसी बस वॉल्यूमtagओव्हर-वॉल्यूमसाठी ई फीडबॅकtage संरक्षण
- मायक्रोचिप प्रोग्रामर/डीबगर वापरून इन-सर्किट सीरियल प्रोग्रामिंगसाठी ICSP शीर्षलेख
- कॅन कम्युनिकेशन हेडर
ब्लॉक डायग्राम
संदर्भ डिझाइनचे विविध हार्डवेअर विभाग आकृती 1-3 मध्ये दर्शविले आहेत आणि सारणी 1-1 मध्ये सारांशित केले आहेत.
आकृती 1-3: हार्डवेअर विभाग
| तक्ता 1-1 हार्डवेअर विभाग | |
| विभाग | हार्डवेअर विभाग |
| 1 | थ्री-फेज मोटर कंट्रोल इन्व्हर्टर |
| 2 | dsPIC33EP32MC204 आणि संबंधित सर्किट |
| 3 | MCP8026 MOSFET ड्रायव्हर |
| 4 | कॅन इंटरफेस |
| 5 | वर्तमान संवेदन प्रतिरोधक |
| 6 | सीरियल कम्युनिकेशन इंटरफेस हेडर |
| 7 | ICSP™ शीर्षलेख |
| 8 | वापरकर्ता इंटरफेस शीर्षलेख |
| 9 | DE2 MOSFET ड्रायव्हर सिरीयल इंटरफेस हेडर |
बोर्ड इंटरफेस वर्णन
परिचय
हा धडा ड्रोन मोटर कंट्रोलर संदर्भ डिझाइनच्या इनपुट आणि आउटपुट इंटरफेसचे अधिक तपशीलवार वर्णन प्रदान करतो. खालील विषय समाविष्ट आहेत:
- बोर्ड कनेक्टर
- dsPIC DSC ची कार्ये पिन करा
- MOSFET ड्रायव्हरची पिन फंक्शन्स
बोर्ड कनेक्टर
हा विभाग स्मार्ट ड्रोन कंट्रोलर बोर्डमधील कनेक्टरचा सारांश देतो. ते आकृती 2-1 मध्ये दर्शविले आहेत आणि सारणी 2-1 मध्ये सारांशित केले आहेत.
- स्मार्ट ड्रोन कंट्रोलर बोर्डला इनपुट पॉवर पुरवठा करणे.
- मोटरला इन्व्हर्टर आउटपुट वितरित करणे.
- dsPIC33EP32MC204 डिव्हाइस प्रोग्राम/डीबग करण्यासाठी वापरकर्त्यास सक्षम करणे.
- CAN नेटवर्कशी इंटरफेसिंग.
- होस्ट पीसी सह क्रमिक संप्रेषण स्थापित करणे.
- गती संदर्भ सिग्नल पुरवठा.
आकृती 2-1: कनेक्टर्स - ड्रोन मोटर कंट्रोलर संदर्भ डिझाइन
टेबल 2-1 कनेक्टर
| कनेक्टर डिझायनेटर | पिनची संख्या | स्थिती | वर्णन |
| ISP1 | 5 | लोकसंख्या | ICSP™ हेडर – dsPIC® DSC ला इंटरफेसिंग प्रोग्रामर/डीबगर |
| P5 | 6 | लोकसंख्या | कॅन कम्युनिकेशन इंटरफेस हेडर |
| P3 | 2 | लोकसंख्या | सीरियल कम्युनिकेशन इंटरफेस हेडर |
| P2 | 2 | लोकसंख्या | संदर्भ गती PWM/एनालॉग इंटरफेस शीर्षलेख |
| टप्पा अ, फेज बी, फेज सी |
3 |
लोकसंख्या नाही |
थ्री-फेज इन्व्हर्टर आउटपुट |
| VDC, GND | 2 | लोकसंख्या नाही | इनपुट डीसी सप्लाय टॅब कनेक्टर
(VDC: सकारात्मक टर्मिनल, GND: नकारात्मक टर्मिनल) |
|
P1 |
2 |
लोकसंख्या |
DE2 MOSFET ड्रायव्हर सिरीयल इंटरफेस हेडर. कृपया पहा
हार्डवेअर आणि कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल वैशिष्ट्यांसाठी MCP8025A/6 डेटा शीट |
प्रोग्रामर/डीबगर इंटरफेससाठी ICSP™ हेडर (ISP1)
6-पिन शीर्षलेख ISP1 प्रोग्रामरशी कनेक्ट होऊ शकतो, उदाहरणार्थample, PICkit 4, प्रोग्रामिंग आणि डीबगिंग हेतूंसाठी. हे लोकसंख्या आलेले नाही. जेव्हा गरज असेल तेव्हा भाग क्रमांक 68016-106HLF किंवा तत्सम सह पॉप्युलेट करा. पिन तपशील तक्ता 2-2 मध्ये प्रदान केले आहेत.
तक्ता 2-2: पिन वर्णन – शीर्षलेख ISP1
| पिन # | सिग्नलचे नाव | वर्णन पिन करा |
| 1 | MCLR | डिव्हाइस मास्टर क्लिअर (MCLR) |
| 2 | +3.3V | पुरवठा खंडtage |
| 3 | GND | ग्राउंड |
| 4 | पीजीडी | डिव्हाइस प्रोग्रामिंग डेटा लाइन (PGD) |
| 5 | पीजीसी | डिव्हाइस प्रोग्रामिंग क्लॉक लाइन (PGC) |
CAN कम्युनिकेशन इंटरफेस हेडर(P5)
हे 6-पिन हेडर CAN नेटवर्कला इंटरफेस करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते. पिन तपशील तक्ता 2-3 मध्ये प्रदान केले आहेत.
तक्ता 2-3: पिन वर्णन – शीर्षलेख P5
| पिन # | सिग्नलचे नाव | वर्णन पिन करा |
| 1 | 3.3 व्ही | बाह्य मॉड्यूलला 3.3 व्होल्टचा पुरवठा करते (10 ma. कमाल) |
| 2 | स्टँडबाय | स्टँडबायमध्ये स्मार्ट कंट्रोलर ठेवण्यासाठी इनपुट सिग्नल |
| 3 | GND | ग्राउंड |
| 4 | CANTX | कॅन ट्रान्समीटर (3.3 V) |
| 5 | CANRX | CAN प्राप्तकर्ता (3.3 V) |
| 6 | डीजीएनडी | बोर्डवर डिजिटल ग्राउंडशी जोडलेले आहे |
गती संदर्भ UI शीर्षलेख (P2)
2-पिन हेडर P2 चा वापर 2 पद्धतींद्वारे फर्मवेअरला स्पीड संदर्भ देण्यासाठी केला जातो. पिन शॉर्ट-सर्किट संरक्षित आहेत. हेडर P2 चे तपशील तक्ता 2-4 मध्ये दिले आहेत.
तक्ता 2-4: पिन वर्णन – शीर्षलेख P2
| पिन # | सिग्नलचे नाव | वर्णन पिन करा |
| 1 | INPUT_FMU_PWM | डिजिटल सिग्नल - PWM 50Hz, 3-5Volts, 4-85% |
| 2 | AD SPEED | अॅनालॉग सिग्नल - 0 ते 3.3 व्ही |
सीरियल कम्युनिकेशन्स हेडर (P3)
2-पिन हेडर P3 हे मायक्रोकंट्रोलरच्या न वापरलेले पिन फंक्शन विस्तारासाठी किंवा डीबगिंगसाठी ऍक्सेस करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते आणि हेडर J3 चे पिन तपशील तक्ता 2-4 मध्ये दिले आहेत.
तक्ता 2-4: पिन वर्णन – शीर्षलेख P3
| पिन # | सिग्नलचे नाव | वर्णन पिन करा |
| 1 | RXL | UART - प्राप्तकर्ता |
| 2 | TXL | UART - ट्रान्समीटर |
DE2 MOSFET ड्रायव्हर सिरीयल इंटरफेस हेडर (P1)
2-पिन हेडर P1 हे मायक्रोकंट्रोलरच्या न वापरलेले पिन फंक्शन विस्तारासाठी किंवा डीबगिंगसाठी ऍक्सेस करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते आणि हेडर J3 चे पिन तपशील तक्ता 2-4 मध्ये दिले आहेत.
तक्ता 2-4: पिन वर्णन – शीर्षलेख P1
| पिन # | सिग्नलचे नाव | वर्णन पिन करा |
| 1 | DE2 | UART - DE2 सिग्नल |
| 2 | GND | बोर्ड ग्राउंड बाह्य जोडणीसाठी वापरले जाते |
इन्व्हर्टर आउटपुट कनेक्टर
संदर्भ डिझाइन थ्री-फेज PMSM/BLDC मोटर चालवू शकते. कनेक्टरची पिन असाइनमेंट टेबल 2-6 मध्ये दर्शविली आहे. रिव्हर्स रोटेशन टाळण्यासाठी मोटरचा योग्य फेज सीक्वेन्स जोडलेला असणे आवश्यक आहे.
तक्ता 2-6: पिन वर्णन
| पिन # | वर्णन पिन करा |
| फेज ए | इन्व्हर्टरचे फेज 1 आउटपुट |
| फेज बी | इन्व्हर्टरचे फेज 2 आउटपुट |
| फेज सी | इन्व्हर्टरचे फेज 3 आउटपुट |
इनपुट DC कनेक्टर (VDC आणि GND)
बोर्ड डीसी व्हॉल्यूममध्ये ऑपरेट करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेtage 11V ते 14V ची श्रेणी, जी VDC आणि GND कनेक्टर्सद्वारे चालविली जाऊ शकते. कनेक्टर तपशील तक्ता 2-7 मध्ये दिले आहेत.
तक्ता 2-7: पिन वर्णन
| पिन # | वर्णन पिन करा |
| व्हीडीसी | DC इनपुट पुरवठा सकारात्मक |
| GND | DC इनपुट पुरवठा नकारात्मक |
वापरकर्ता इंटरफेस
स्पीड संदर्भ इनपुट प्रदान करण्यासाठी स्मार्ट ड्रोन कंट्रोलर फर्मवेअरला इंटरफेस करण्याचे दोन मार्ग आहेत.
- PWM इनपुट (डिजिटल सिग्नल - PWM 50Hz, 3-5Volts, 4-55% ड्यूटी सायकल)
- अॅनालॉग व्हॉलtage (0 - 3.3 व्होल्ट)
इंटरफेस P2 कनेक्टरच्या कनेक्शनद्वारे केला जातो. तपशीलांसाठी तक्ता 2-4 पहा. या संदर्भ डिझाइनमध्ये बाह्य ऍक्सेसरी PWM कंट्रोलर मॉड्यूल आहे जे गती संदर्भ प्रदान करते. बाह्य नियंत्रकाचे स्वतःचे पोटेंशियोमीटर आणि 7 सेगमेंट एलईडी डिस्प्ले आहे. 4% ते 55% पर्यंत बदलू शकणारे PWM ड्युटी सायकल बदलून इच्छित गती समायोजित करण्यासाठी पोटेंटिओमीटरचा वापर केला जाऊ शकतो. (50Hz 4-6Volts) 3 श्रेणींमध्ये. अधिक माहितीसाठी विभाग 3.3 पहा.
dsPIC DSC चे पिन फंक्शन्स
ऑनबोर्ड dsPIC33EP32MC204 डिव्हाइस संदर्भ डिझाइनची विविध वैशिष्ट्ये त्याच्या परिधीय आणि CPU क्षमतेद्वारे नियंत्रित करते. dsPIC DSC ची पिन फंक्शन्स त्यांच्या कार्यक्षमतेनुसार गटबद्ध केली आहेत आणि टेबल 2-9 मध्ये सादर केली आहेत.
तक्ता 2-9: dsPIC33EP32MC204 पिन फंक्शन्स
|
सिग्नल |
dsPIC DSC
पिन क्रमांक |
dsPIC DSC
पिन फंक्शन |
dsPIC DSC परिधीय |
शेरा |
| dsPIC DSC कॉन्फिगरेशन - पुरवठा, रीसेट, घड्याळ आणि प्रोग्रामिंग | ||||
| V33 | 28,40 | VDD |
पुरवठा |
dsPIC DSC ला +3.3V डिजिटल पुरवठा |
| डीजीएनडी | 6,29,39 | VSS | डिजिटल ग्राउंड | |
| AV33 | 17 | एव्हीडीडी | dsPIC DSC ला +3.3V अॅनालॉग पुरवठा | |
| एजीएनडी | 16 | AVSS | ॲनालॉग ग्राउंड | |
| OSCI | 30 | OSCI/CLKI/RA2 | बाह्य ऑसिलेटर | कोणतेही बाह्य कनेक्शन नाही. |
| आरएसटी | 18 | MCLR | रीसेट करा | ICSP शीर्षलेख (ISP1) शी कनेक्ट होते |
| ISPDATA | 41 | PGED2/ASDA2/RP37/RB5 | इन-सर्किट सीरियल प्रोग्रामिंग (ICSP™) किंवा
इन-सर्किट डीबगर |
ICSP शीर्षलेख (ISP1) शी कनेक्ट होते |
|
ISPCLK |
42 |
PGEC2/ASCL2/RP38/RB6 |
||
| आयबीयूएस | 18 | DACOUT/AN3/CMP1C/RA3 | हाय स्पीड अॅनालॉग कंपॅरेटर 1(CMP1) आणि DAC1 | Ampओव्हर-करंट शोधण्यासाठी CMP1 च्या पॉझिटिव्ह इनपुटशी कनेक्ट करण्यापूर्वी liified बस करंट आणखी फिल्टर केला जातो. ओव्हर-करंट थ्रेशोल्ड DAC1 द्वारे सेट केला जातो. CPU हस्तक्षेपाशिवाय PWM बंद करण्यासाठी PWM जनरेटरचे फॉल्ट इनपुट म्हणून तुलनाकर्ता आउटपुट अंतर्गत उपलब्ध आहे. |
|
खंडtage अभिप्राय |
||||
| ADBUS | 23 | PGEC1/AN4/C1IN1+/RPI34/R B2 | सामायिक एडीसी कोर | डीसी बस वॉल्यूमtagई फीडबॅक. |
|
डीबग इंटरफेस (P3) |
||||
| RXL | 2 | RP54/RC6 | I/O आणि UART चे रिमॅप करण्यायोग्य कार्य | हे सिग्नल्स इंटरफेस UART सीरियल कम्युनिकेशनसाठी हेडर P3 शी जोडलेले आहेत. |
| TXL | 1 | TMS/ASDA1/RP41/RB9 | ||
|
CAN इंटरफेस (P5) |
||||
| CANTX | 3 | RP55/RC7 | CAN रिसीव्हर, ट्रान्समीटर आणि स्टँडबाय | हे सिग्नल हेडर P5 शी जोडलेले आहेत |
| CANRX | 4 | RP56/RC8 | ||
| स्टँडबाय | 5 | RP57/RC9 | ||
|
PWM आउटपुट |
||||
| PWM3H | 8 | RP42/PWM3H/RB10 | PWM मॉड्यूल आउटपुट. | अधिक तपशीलांसाठी डेटाशीट पहा. |
| 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 | ||
|
सामान्य उद्देश I/O |
||||
| I_OUT2 | 22 | PGEC3/VREF+/AN3/RPI33/CT ED1/RB1 | सामायिक एडीसी कोर | |
| MotorGateDr_CE | 31 | OSC2/CLKO/RA3 | I/O पोर्ट | MOSFET ड्राइव्हर सक्षम किंवा अक्षम करते. |
| MotorGateDrv
_ILIMIT_OUT |
36 | SCK1/RP151/RC3 | I/O पोर्ट | ओव्हरकरंट संरक्षण. |
| DE2 | 33 | FLT32/SCL2/RP36/RB4 | यूएआरटी 1 | रीप्रोग्राम करण्यायोग्य पोर्ट UART1 TX वर कॉन्फिगर केले आहे |
| DE2 RX1 | 32 | SDA2/RPI24/RA8 | यूएआरटी 1 | रीप्रोग्राम करण्यायोग्य पोर्ट UART1 RX वर कॉन्फिगर केले आहे |
|
स्केल्ड फेज व्हॉल्यूमtage मापन |
||||
| पीएचसी | 21 | PGED3/VREF-/ AN2/RPI132/CTED2/RB0 | सामायिक एडीसी कोर | मागे ईएमएफ शून्य क्रॉस सेन्सिंग फेज सी |
| पीएचबी | 20 | AN1/C1IN1+/RA1 | सामायिक एडीसी कोर | मागे emf शून्य क्रॉस सेन्सिंग फेज B |
| पीएचए,
अभिप्राय |
19 | AN0/OA2OUT/RA0 | सामायिक एडीसी कोर | मागे emf शून्य क्रॉस सेन्सिंग फेज A |
|
कोणतेही कनेक्शन नाहीत |
||||
| – | 35,12,37,38 | |||
| – | 43,44,24 | |||
| – | 30,13,27 | |||
मॉसफेट ड्रायव्हरची पिन फंक्शन्स
|
सिग्नल |
एमसीपी 8026
पिन क्रमांक |
एमसीपी 8026
पिन फंक्शन |
MCP8026 फंक्शन ब्लॉक |
शेरा |
|
पॉवर आणि ग्राउंड कनेक्शन |
||||
| VCC_LI_PO WER | 38,39 | VDD |
बायस जनरेटर |
11-14 व्होल्ट |
| पीजीएनडी | 36,35,24,20
,19,7 |
पीजीएनडी | उर्जा मैदान | |
| V12 | 34 | +12V | 12 व्होल्ट आउटपुट | |
| V5 | 41 | +5V | 5 व्होल्ट आउटपुट | |
| LX | 37 | LX | 3.3V साठी बक रेग्युलेटर स्विच नोड | |
| FB | 40 | FB | 3.3V आउटसाठी बक रेग्युलेटर फीडबॅक नोड | |
|
PWM आउटपुट |
||||
| PWM3H | 46 | PWM3H |
गेट कंट्रोल लॉजिक |
अधिक तपशीलांसाठी डिव्हाइस डेटाशीट पहा |
| PWM3L | 45 | PWM3L | ||
| PWM2H | 48 | PWM2H | ||
| PWM2L | 47 | PWM2L | ||
| PWM1H | 2 | PWM1H | ||
| PWM1L | 1 | PWM1L | ||
|
करंट सेन्सिंग पिन |
||||
| I_SENSE2- | 13 | I_SENSE2- |
मोटर कंट्रोल युनिट |
टप्पा A shunt -ve |
| I_SENSE2+ | 14 | I_SENSE2+ | टप्पा A shunt +ve | |
| I_SENSE3- | 10 | I_SENSE3- | टप्पा बी shunt -ve. लक्षात घ्या की हे शंट इन्व्हर्टरच्या W अर्ध्या पुलावर आहे. | |
| I_SENSE3+ | 11 | I_SENSE3+ | फेज बी शंट +वे. लक्षात घ्या की हे शंट इन्व्हर्टरच्या W अर्ध्या पुलावर आहे. | |
| I_SENSE1- | 17 | I_SENSE1- |
मोटर कंट्रोल युनिट |
संदर्भ खंडtage -ve |
| I_SENSE1+ | 18 | I_SENSE1+ | 3.3V/2 संदर्भ खंडtage +ve | |
| I_OUT1 | 16 | I_OUT1 | बफर केलेले आउटपुट 3.3V/2 व्होल्ट | |
| I_OUT2 | 12 | I_OUT2 | Ampलिफाइड आउटपुट फेज A करंट | |
| I_OUT3 | 9 | I_OUT3 | Ampलिफाइड आउटपुट फेज बी करंट | |
|
सीरियल DE2 इंटरफेस |
||||
| DE2 | 44 | DE2 | बायस जनरेटर | ड्रायव्हर कॉन्फिगरेशनसाठी सिरीयल इंटरफेस |
|
MOSFET गेट इनपुट |
||||
| U_Motor | 30 | पीएचए |
गेट कंट्रोल लॉजिक |
मोटर फेजशी जोडते. |
| व्ही_मोटर | 29 | पीएचबी | ||
| W_Motor | 28 | पीएचसी | ||
|
हाय साइड MOSFET गेट ड्राइव्ह |
||||
| HS0 | 27 | HSA |
गेट कंट्रोल लॉजिक |
उच्च बाजू MOSFET फेज A |
| HS1 | 26 | एचएसबी | उच्च बाजू MOSFET फेज B | |
| HS2 | 25 | बारावी | उच्च बाजू MOSFET फेज C | |
|
बूटस्ट्रॅप |
||||
| VBA | 33 | VBA |
गेट कंट्रोल लॉजिक |
बूट स्ट्रॅप कॅपेसिटर आउटपुट फेज A |
| VBB | 32 | VBB | बूट स्ट्रॅप कॅपेसिटर आउटपुट फेज बी | |
| VBC | 31 | VBC | बूट स्ट्रॅप कॅपेसिटर आउटपुट फेज C | |
|
लो साइड MOSFET गेट ड्राइव्ह |
||||
| LS0 | 21 | एलएसए |
गेट कंट्रोल लॉजिक |
निम्न बाजू MOSFET फेज A |
| LS1 | 22 | LSB | निम्न बाजू MOSFET फेज B | |
| LS2 | 23 | एलएससी | निम्न बाजू MOSFET फेज C | |
|
डिजिटल I/O |
||||
| MotorGateDrv
_CE |
3 | CE | कम्युनिकेशन पोर्ट | MC8026 MOSFET ड्राइव्हर सक्षम करते. |
| MotorGateDrv
_ILIMIT_OUT |
15 | ILIMIT_OUT ( सक्रिय कमी) | मोटर कंट्रोल युनिट | |
|
जोडत नाही |
||||
| – | 8 | LV_OUT1 | ||
| – | 4 | LV_OUT2 | ||
| – | 6 | HV_IN1 | ||
| – | 5 | HV_IN2 | ||
हार्डवेअर वर्णन
परिचय
ड्रोन प्रोपेलर संदर्भ डिझाईन बोर्ड सिंगल कोर डिजिटल सिग्नल कंट्रोलर्स (DSCs) च्या dsPIC33EP कुटुंबातील लहान पिन काउंट मोटर कंट्रोल डिव्हाइसेसची क्षमता प्रदर्शित करण्याच्या उद्देशाने आहे. नियंत्रण मंडळ वजन कमी करण्यासाठी अगदी कमी घटक समाविष्ट करते. उत्पादन-उद्देश आवृत्तीसाठी पीसीबी क्षेत्र आकारात आणखी लहान केले जाऊ शकते. इन सिस्टीम सिरीयल प्रोग्रामिंग कनेक्टरद्वारे बोर्ड प्रोग्राम केला जाऊ शकतो आणि दोन वर्तमान सेन्स प्रतिरोधक आणि एक MOSFET ड्रायव्हर समाविष्ट करतो. एक CAN इंटरफेस कनेक्टर इतर नियंत्रकांशी संवाद साधण्यासाठी आणि आवश्यक असल्यास संदर्भ गती माहिती प्रदान करण्यासाठी प्रदान केला जातो. कंट्रोलरचे इन्व्हर्टर इनपुट व्हॉल्यूम घेतेtage 10V ते 14V च्या श्रेणीत आणि निर्दिष्ट ऑपरेटिंग व्हॉल्यूममध्ये 8A (RMS) चा सतत आउटपुट फेज करंट देऊ शकतोtage श्रेणी. इलेक्ट्रिकल स्पेसिफिकेशन्सबद्दल अधिक माहितीसाठी, परिशिष्ट B पहा. “इलेक्ट्रिकल स्पेसिफिकेशन्स”.
हार्डवेअर विभाग
या धड्यात ड्रोन प्रोपेलर संदर्भ डिझाईन बोर्डचे खालील हार्डवेअर विभाग समाविष्ट आहेत:
- dsPIC33EP32MC204 आणि संबंधित सर्किटरी
- वीज पुरवठा
- करंट सेन्स सर्किट
- MOSFET गेट ड्रायव्हर सर्किटरी
- थ्री-फेज इन्व्हर्टर ब्रिज
- ICSP शीर्षलेख/डीबगर इंटरफेस
- dsPIC33EP32MC204 आणि संबंधित सर्किटरी
- वीज पुरवठा
नियंत्रक मंडळाचे तीन नियमन केलेले खंड आहेतtage MCP12 MOSFET ड्रायव्हरद्वारे व्युत्पन्न केलेले 5V, 3.3V आणि 8026V आउटपुट करते. MCP3.3 ऑनबोर्ड बक रेग्युलेटर आणि फीडबॅक व्यवस्था वापरून 8026 व्होल्ट तयार केले जातात. स्कीमॅटिक्स विभागातील आकृती A-1 मधील लाल बॉक्स पहा. बॅटरीमधून बाह्य वीज पुरवठा पॉवर कनेक्टर्सद्वारे थेट इन्व्हर्टरवर लागू केला जातो. एक 15uF कॅपेसिटर वेगवान लोड बदलांदरम्यान स्थिर ऑपरेशनसाठी डीसी फिल्टरिंग प्रदान करतो. कृपया प्रत्येक व्हॉल्यूमच्या आउटपुट वर्तमान क्षमतेसाठी डिव्हाइस (MCP8026) डेटा शीट पहाtagई आउटपुट. - करंट सेन्स सर्किट
लोकप्रिय “टू शंट” पध्दत वापरून वर्तमान अनुभवले जाते. दोन 10-मिलीओहम शंट्स ऑन-चिप ऑप-च्या इनपुटला वर्तमान इनपुट प्रदान करतात.Amps ऑप-Amps डिफरेंशियल गेन मोडमध्ये आहेत 7.5 च्या वाढीसह 22 प्रदान करतातAmp पीक फेज वर्तमान मापन क्षमता. द ampफेज ए (यू हाफ-ब्रिज) आणि फेज बी (डब्ल्यू हाफ-ब्रिज) वरून लिफाइड वर्तमान सिग्नल dsPIC कंट्रोलर फर्मवेअरद्वारे रूपांतरित केले जातात. एक खंडtag3.3V/2 साठी बफर केलेल्या आउटपुटसह संदर्भ वर्तमान सेन्स सर्किट्ससाठी आवाज-मुक्त शून्य संदर्भ प्रदान करतो. तपशीलांसाठी स्कीमॅटिक्स विभाग आकृती A-4 पहा. - MOSFET गेट ड्रायव्हर सर्किटरी
बोर्डवर असलेले बूटस्ट्रॅप कॅपेसिटर आणि डायोड वगळता गेट ड्राइव्ह अंतर्गत हाताळले जाते आणि सर्वात कमी ऑपरेटिंग व्हॉल्यूमवर MOSFETs पुरेसे चालू करण्यासाठी लक्षात घेऊन डिझाइन केले आहे.tage MCP8026 ऑपरेटिंग व्हॉल्यूमची वैशिष्ट्ये पहाtagडेटाशीटमधील e श्रेणी.
इंटरकनेक्ट तपशीलांसाठी स्कीमॅटिक्स विभाग आकृती A-1 पहा. - थ्री-फेज इन्व्हर्टर ब्रिज
इन्व्हर्टर हा 3 N चॅनल MOSFET उपकरणांसह सर्व 6 क्वाड्रंटमध्ये कार्य करण्यास सक्षम असलेला 4 हाफ ब्रिज आहे. MOSFET ड्रायव्हर MOSFETs च्या गेट्सपर्यंत सीरिज रेझिस्टर्सला मर्यादित करणार्‍या अनेक दरांद्वारे थेट इंटरफेस करतो. पुरेशा टर्न-ऑन गेट व्हॉल्यूमसाठी प्रत्येक हाय-साइड MOSFET साठी कॅपेसिटर आणि डायोडचे नेटवर्क असलेले मानक बूटस्ट्रॅप सर्किट प्रदान केले आहे.tage बूटस्ट्रॅप कॅपेसिटर आणि डायोड पूर्ण ऑपरेटिंग व्हॉल्यूमसाठी रेट केले जातातtage श्रेणी आणि वर्तमान. तीन-फेज इन्व्हर्टर ब्रिजचे आउटपुट मोटरच्या तीन टप्प्यांसाठी U, V, आणि W वर उपलब्ध आहे. कनेक्टिव्हिटी आणि इतर तपशीलांसाठी स्कीमॅटिक्स विभाग आकृती A-4 पहा.
ICSP शीर्षलेख/डीबगर इंटरफेस
स्मार्ट ड्रोन कंट्रोलर बोर्ड प्रोग्रामिंग: प्रोग्रामिंग आणि डीबगिंग समान ICSP कनेक्टर ISP1 द्वारे केले जाते. PKOB कनेक्टरसह प्रोग्रॅम करण्यासाठी PICKIT 4 चा वापर करा, 1 ते 1 कनेक्ट केलेले टेबल 2-2 मध्ये दिले आहे. तुम्ही MPLAB-X IDE किंवा MPLAB-X IPE सह प्रोग्राम करू शकता. 11-14 व्होल्टसह बोर्ड चालू करा. योग्य हेक्स निवडा file आणि IDE/IPE वरील सूचनांचे अनुसरण करा. जेव्हा आउटपुट विंडोमध्ये "प्रोग्रामिंग/व्हेरिफायिंग पूर्ण" संदेश प्रदर्शित होतो तेव्हा प्रोग्रामिंग पूर्ण होते.
- डीबगिंग सूचनांसाठी MPLAB PICKIT 4 डेटा शीट पहा
हार्डवेअर कनेक्शन
हा विभाग ड्रोन कंट्रोलरच्या ऑपरेशनचे प्रदर्शन करण्याच्या पद्धतीचे वर्णन करतो. संदर्भ डिझाइनसाठी काही अतिरिक्त ऑफ-बोर्ड ऍक्सेसरी मॉड्यूल आणि एक मोटर आवश्यक आहे.
- PWM कंट्रोलरला 5V वीज पुरवठा
- PWM कंट्रोलर वेग संदर्भ पुरवण्यासाठी वापरला जातो किंवा भिन्न व्हॉल्यूम पुरवण्यासाठी पोटेंशियोमीटरtagई गती संदर्भ
- परिशिष्ट B मध्ये वर्णन केल्याप्रमाणे पॅरामीटर्ससह BLDC मोटर
- 11-14V आणि 1500mAH क्षमतेचा बॅटरी उर्जा स्त्रोत
यशस्वी ऑपरेशनसाठी येथे दर्शविलेले कोणतेही सुसंगत मेक किंवा मॉडेल पुनर्स्थित करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते. खाली दर्शविले आहेत माजीampया प्रात्यक्षिकासाठी वरील उपकरणे आणि मोटर्स वापरल्या.
PWM नियंत्रक:
BLDC मोटर: DJI 2312
बॅटरी:
ऑपरेटिंग सूचना: खालील चरणांचे अनुसरण करा:
टीप: यावेळी प्रोपेलर संलग्न करू नका
पायरी 1: मुख्य उर्जा स्त्रोत कनेक्शन
स्मार्ट कंट्रोलरला उर्जा देण्यासाठी बॅटरी ‘+’ आणि ‘-’ VDC आणि GND टर्मिनल्सशी कनेक्ट करा. डीसी वीज पुरवठा देखील वापरला जाऊ शकतो.
पायरी 2: स्मार्ट ड्रोन कंट्रोलरला स्पीड संदर्भ सिग्नल.
कंट्रोलर 5V कमाल शिखरावर PWM कंट्रोलरकडून स्पीड इनपुट संदर्भ घेतो. PWM कंट्रोलरचे आउटपुट ग्राउंड-रेफरन्स्ड 5V सिग्नल आउटपुट प्रदान करते जे चित्रात दाखवल्याप्रमाणे 5V सहनशील इनपुट पिनला जोडते. ग्राउंड कनेक्शनसाठी स्थान देखील दर्शविले आहे.
पायरी 3: PWM कंट्रोलरला वीज पुरवठा.
स्विचिंग रेग्युलर इनपुटला बॅटरी टर्मिनल्स आणि आउटपुट (5V) PWM कंट्रोलर पुरवठ्याशी कनेक्ट करा.
पायरी 4: PWM कंट्रोलर कॉन्फिगरेशन:
बनावट वळणे आणि ओव्हरस्पीडिंग टाळण्यासाठी फर्मवेअरमधील वैध सिग्नलसाठी PWM कंट्रोलरकडून सिग्नल पल्स रुंदी प्रमाणित केली जाते. कंट्रोलरमध्ये दोन पुश-बटण स्विच आहेत. “निवडा” स्विच वापरून मॅन्युअल ऑपरेशन मोड निवडा. वेग नियंत्रणाच्या 3 स्तरांमधून निवडण्यासाठी "पल्स रुंदी" बटण वापरा. प्रत्येक प्रेससह PWM ड्यूटी सायकल आउटपुटसाठी 3 श्रेणींमध्ये स्विच सायकल.
- श्रेणी १: ०-५%
- श्रेणी १: ०-५%
- श्रेणी १: ०-५%
श्रेणीतील कर्तव्य चक्रात रेखीय बदलासाठी डिस्प्ले इंडिकेशन 800 ते 2200 पर्यंत बदलते. PWM कंट्रोलरवर पोटेंशियोमीटर चालू केल्याने PWM आउटपुट वाढेल किंवा कमी होईल.
पायरी 5: मोटर टर्मिनल कनेक्शन:
मोटर टर्मिनल्स फेज A, B आणि C शी जोडा. हा क्रम मोटरच्या फिरण्याची दिशा ठरवतो. प्रोपेलर सैल होण्यापासून रोखण्यासाठी ड्रोनचे इच्छित रोटेशन मोटरमध्ये घड्याळाच्या दिशेने पाहत आहे. त्यामुळे ब्लेड्स बसवण्यापूर्वी रोटेशनच्या दिशेची पुष्टी करणे महत्त्वाचे आहे. कमीत कमी पल्स रुंदीच्या स्थितीपासून (800) सुरू होणाऱ्या PWM कंट्रोलरवर पोटेंशियोमीटर ट्वीक करून PWM संदर्भ सिग्नल द्या. मोटर 7.87% ड्युटी सायकल (50Hz) आणि त्याहून अधिक वेगाने फिरायला सुरुवात करेल. 7-सेगमेंट डिस्प्ले मोटर फिरते तेव्हा 1573 (7.87% ड्यूटी सायकल) ते 1931 (10.8% ड्यूटी सायकल) दर्शवते. रोटेशनची दिशा घड्याळाच्या उलट दिशेने असल्याची पुष्टी करा. जर नाही तर मोटर टर्मिनल्सवर कोणतेही दोन कनेक्शन स्वॅप करा. पोटेंशियोमीटर सर्वात कमी गती सेटिंगवर परत करा.
पायरी 6: प्रोपेलर माउंट करणे:
बॅटरी पॉवर डिस्कनेक्ट करा. घड्याळाच्या दिशेने मोटर शाफ्टमध्ये स्क्रू करून प्रोपेलर ब्लेड माउंट करा. काठी/मोटर हाताने ताणून घट्ट धरा आणि सर्व अडथळे आणि लोकांपासून सुरक्षित अंतरावर चालू ठेवा. वीज पुरवठा कनेक्ट करा. स्पिनिंग करताना प्रोपेलरची क्रिया हातावर जोर लावेल, त्यामुळे शारीरिक इजा टाळण्यासाठी मजबूत पकड आवश्यक आहे. वेग बदलण्यासाठी पोटेंशियोमीटरला ट्विक करा (प्रदर्शन 1573 आणि 1931 दरम्यान दर्शवते) हे प्रात्यक्षिक पूर्ण करते.
खालील चित्र प्रात्यक्षिकासाठी एकूण वायरिंग सेटअप दाखवते.
स्कीमॅटिक्स
बोर्ड स्कीमॅटिक्स
हा विभाग dsPIC33EP32MC204 ड्रोन प्रोपेलर संदर्भ डिझाइनचे स्कीमॅटिक्स आकृती प्रदान करतो. संदर्भ डिझाइनमध्ये चार-स्तर FR4, 1.6 मिमी, प्लेटेड-थ्रू-होल (PTH) बांधकाम वापरले आहे.
तक्ता A-1 संदर्भ डिझाइनच्या योजनांचा सारांश देते:
| तक्ता A-1: स्कीमॅटिक्स | ||
| आकृती निर्देशांक | स्कीमॅटिक्स पत्रक क्र. | हार्डवेअर विभाग |
|
आकृती ए -1 |
1 पैकी 4 |
dsPIC33EP32MC204-dsPIC DSC(U1) इंटरकनेक्शन्स MCP8026-MOSFET ड्रायव्हर इंटरकनेक्शन
3.3V एनालॉग आणि डिजिटल फिल्टर आणि फीडबॅक नेटवर्क dsPIC DSC अंतर्गत ऑपरेशनल ampसाठी lifiers ampलाइफिंग बस चालू बूटस्ट्रॅप नेटवर्क. |
|
आकृती ए -2 |
2 पैकी 4 |
इन-सिस्टम सीरियल प्रोग्रामिंग हेडर ISP1 CAN कम्युनिकेशन इंटरफेस हेडर P5 बाह्य PWM स्पीड कंट्रोल इंटरफेस हेडर P2
सिरीयल डीबगर इंटरफेस P3 |
|
आकृती ए -3 |
3 पैकी 4 |
डीसी बस वॉल्यूमtage स्केलिंग रेझिस्टर विभाजक बॅक-ईएमएफ व्हॉल्यूमtagई स्केलिंग नेटवर्क
सहकारी-Amp फेज करंट सेन्सिंगसाठी लाभ आणि संदर्भ सर्किटरी |
| आकृती ए -4 | 4 पैकी 4 | मोटर कंट्रोल इन्व्हर्टर – थ्री-फेज MOSFET ब्रिज |
आकृती A-1:
आकृती ए -2
आकृती ए -4
इलेक्ट्रिकल तपशील
परिचय
हा विभाग dsPIC33EP32MC204 ड्रोन मोटर कंट्रोलर संदर्भ डिझाइनसाठी इलेक्ट्रिकल तपशील प्रदान करतो (तक्ता B-1 पहा).
इलेक्ट्रिकल स्पेसिफिकेशन्स 1:
| पॅरामीटर | कार्यरत आहे श्रेणी |
| इनपुट डीसी व्हॉलtage | 10-14V |
| परिपूर्ण कमाल इनपुट DC Voltage | 20V |
| कनेक्टर VDC आणि GND द्वारे कमाल इनपुट वर्तमान | 10A |
| प्रति फेज @ 25°C वर सतत आउटपुट करंट | 44A (शिखर) |
| मोटर तपशील: DJI 2312 | |
| मोटर फेज प्रतिकार | 42-47 मिली ओम |
| मोटर फेज इंडक्टन्स | 7.5 मायक्रो-हेन्री |
| मोटर पोल जोड्या | 4 |
टीप:
- +25°C च्या सभोवतालच्या तापमानात आणि परवानगीयोग्य इनपुट डीसी व्हॉल्यूममध्ये कार्यरत असतानाtage श्रेणी 5A (RMS) पर्यंत सतत प्रति फेज करंटसाठी बोर्ड थर्मल मर्यादेत राहते.
साहित्याचे बिल (BOM)
सामानाची पावती
| आयटम | टिप्पणी द्या | डिझायनर | प्रमाण |
| 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 | मणी 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 |
चाचणी परिणाम
ड्रोन प्रोपेलर संदर्भ डिझाइनचे वैशिष्ट्य करण्यासाठी चाचण्या केल्या गेल्या. पृष्ठ 12 वर सेटअपमध्ये दर्शविलेली 1V, चार ध्रुव जोडी थ्री-फेज PMSM ड्रोन मोटर ब्लेड जोडलेल्या चाचणीसाठी वापरली गेली. तक्ता D-1 चाचणी परिणामांचा सारांश देते. आकृती D-1 वेग विरुद्ध इनपुट पॉवर दाखवते.
तक्ता D-1
आकृती D-1
कागदपत्रे / संसाधने
 |
MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 ड्रोन प्रोपेलर संदर्भ डिझाइन [pdf] वापरकर्ता मार्गदर्शक dsPIC33EP32MC204, dsPIC33EP32MC204 ड्रोन प्रोपेलर संदर्भ डिझाइन, ड्रोन प्रोपेलर संदर्भ डिझाइन, प्रोपेलर संदर्भ डिझाइन, संदर्भ डिझाइन, डिझाइन |
 |
MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 ड्रोन प्रोपेलर संदर्भ डिझाइन [pdf] सूचना DS70005545A, DS70005545, 70005545A, 70005545, dsPIC33EP32MC204 ड्रोन प्रोपेलर संदर्भ डिझाइन, dsPIC33EP32MC204, ड्रोन प्रोपेलर संदर्भ डिझाइन, प्रोपेलर संदर्भ डिझाइन, डिझाइन डिझाइन, संदर्भ डिझाइन, |
