MCU के बिना Quadcopter रिमोट कंट्रोल सर्किट

समस्याओं को खत्म करने के लिए हमारे साधन का प्रयास करें





हालांकि एक क्वाडकॉप्टर रिमोट कंट्रोल सर्किट बहुत आसानी से बाजार से या किसी भी ऑनलाइन स्टोर से खरीदे जा सकते हैं, एक शौकीन चावला इलेक्ट्रॉनिक हॉबीस्ट को यह सीखने की अनुमति कभी नहीं दी जाती है कि वास्तव में ये कैसे काम करते हैं और क्या ये घर पर बनाए जा सकते हैं या नहीं?

इस लेख में हम एक बनाने की कोशिश करेंगे सरल quadcopter रिमोट कंट्रोल सर्किट असतत घटकों का उपयोग करना और आरएफ रिमोट कंट्रोल मॉड्यूल का उपयोग करना, और जटिल एमसीयू आधारित सर्किट को शामिल किए बिना।



कदम दर कदम गाइड वास्तव में रुचि रखने वाले शौकीनों को यह समझ में आएगा कि पीडब्लूएम अवधारणा का उपयोग करके केवल एक क्वाडकॉप्टर को कैसे नियंत्रित किया जा सकता है।

हम पहले ही सीख चुके हैं quadcopter मूल बातें , अब आइए रिमोट कंट्रोल सेक्शन की पड़ताल करें जो अंततः यूनिट को दूर से उड़ने में मदद करेगा।



बुनियादी मॉड्यूल की आवश्यकता है

परियोजना के लिए आवश्यक मुख्य सामग्री निम्नानुसार दी जा सकती है:

हमें मूल रूप से निम्नलिखित 3 सर्किट चरणों की आवश्यकता होगी:

1) 4 रास्ता आरएफ रिमोट कंट्रोल टीएक्स, आरएक्स मॉड्यूल - 1सेट

2) IC 555 आधारित PWM जनरेटर सर्किट - 4nos

3) BLDC मोटर नियंत्रक सर्किट - 4nos

चूंकि यह एक घर का बना संस्करण है, हम प्रस्तावित डिजाइन के साथ कुछ अक्षमताओं की उम्मीद कर सकते हैं, जैसे कि नियंत्रण के लिए जॉयस्टिक की अनुपस्थिति, जो बर्तन या पोटेंशियोमीटर से बदल दी जाती है, फिर भी सिस्टम की कार्य क्षमता बराबर होने की उम्मीद की जा सकती है। पेशेवर इकाइयाँ।

हैंडहेल्ड पीडब्लूएम ट्रांसमीटर यूनिट मूल रूप से 4 असतत पीडब्लूएम कंट्रोल सर्किट के साथ एकीकृत टीएक्स रिमोट मॉड्यूल को समाहित करेगी, जबकि क्वाडकॉप्टर को 1 असतत बीएलडीसी ड्राइवर सर्किट के साथ एकीकृत 1 आरएक्स सर्किट के साथ संलग्न करने की आवश्यकता होगी।

आइए Quadcopter मोटर सर्किट के साथ शुरू करें, और देखें कि BLDC मोटर नियंत्रक को Rx सर्किट के साथ कैसे कॉन्फ़िगर और संलग्न किया जाना चाहिए।

क्वाडकॉप्टर PWM रिसीवर सर्किट

पिछले पोस्टों में से एक में हमने सीखा कि सिंगल चिप का उपयोग करके एक बहुमुखी बीएलडीसी मोटर नियंत्रक कैसे बनाया जा सकता है, हालांकि यह डिज़ाइन किसी क्वाडकॉप्टर के अपेक्षाकृत भारी मोटर्स को संचालित करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, इसलिए यह वर्तमान एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त नहीं हो सकता है।

उपरोक्त सर्किट के लिए एक 'बड़ा भाई' विकल्प सौभाग्य से उपलब्ध है और क्वाडकॉप्टर मोटर्स को चलाने के लिए पूरी तरह उपयुक्त है। ऐसे अद्भुत सिंगल चिप एप्लिकेशन निर्दिष्ट सर्किट मॉड्यूल के साथ हमें प्रदान करने के लिए, TEXAS इंस्ट्रूमेंट्स के लिए धन्यवाद।

इस उच्च वर्तमान BLDC ड्राइवर IC के बारे में अधिक जानने के लिए, आप निम्न पीडीएफ़ डेटाशीट का उल्लेख कर सकते हैं

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

नीचे दिया गया सेट DRV11873 IC का उपयोग करते हुए क्वाडकॉप्टर मोटर ड्राइवर कंट्रोलर के पूर्ण सर्किट योजनाबद्ध को दर्शाता है, जो कम वर्तमान BLDC मोटर सर्किट है जिसमें सभी आवश्यक सुरक्षा विशेषताएं जैसे कि अधिभार संरक्षण, थर्मल संरक्षण आदि शामिल हैं। यह मॉड्यूल मूल रूप से ESC बनाता है। हमारे वर्तमान quadcopter इकाई के लिए।

इस डिजाइन और पीसीबी के विवरण के बारे में अधिक जानकारी के लिए, आप नीचे दिए गए मूल दस्तावेज का उल्लेख कर सकते हैं:

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

Quadcopter PWM आधारित रिमोट कंट्रोल सर्किट

यह काम किस प्रकार करता है

आईसी के एफएस और एफजी पिनआउट बाहरी सर्किट के माध्यम से अतिरिक्त नियंत्रण के साथ आईसी को बढ़ाने के लिए हैं, क्योंकि हम अपने डिजाइन में इन सुविधाओं का उपयोग नहीं कर रहे हैं, इन पिनों को अप्रयुक्त रखा जा सकता है और 100K रोकनेवाला के माध्यम से सकारात्मक रेखा को समाप्त किया जा सकता है।

आईसी का आरडी पिनआउट मोटर की घूर्णी दिशा तय करता है। एक 100K रोकनेवाला के माध्यम से इस पिन को Vcc से कनेक्ट करने से मोटर पर एक एंटीलॉकवाइज घुमाव की अनुमति मिलती है जबकि इसे असंबद्ध छोड़ने के विपरीत होता है और मोटर को दक्षिणावर्त दिशा में स्पिन करने की अनुमति देता है।

पिन # 16 है पीडब्लूएम इनपुट का उपयोग पीडब्लूएम इनपुट को बाहरी स्रोत से इंजेक्ट करने के लिए किया जाता है, पीडब्लूएम के कर्तव्य चक्र को अलग करके मोटर की गति को बदल देता है।

एफआर, सीएस पिनआउट भी जरूरत से ज्यादा अप्रासंगिक हैं और इसलिए इसे अप्रयुक्त छोड़ दिया जा सकता है जैसा कि आरेख में दिखाया गया है, और 100K रोकनेवाला के माध्यम से सकारात्मक रेखा को समाप्त किया जाता है।

यू, वी, डब्ल्यू पिनआउट मोटर आउटपुट हैं जिन्हें संबंधित क्वाडकॉप्टर बीएलडीसी 3 चरण मोटर के साथ जोड़ा जाना चाहिए।

COM पिनआउट 3 चरण मोटर के सामान्य तार को जोड़ने के लिए है, अगर आपकी मोटर में एक आम तार नहीं है, तो आप बस यू, डब्ल्यू, डब्ल्यू पिनों के 2k2 प्रतिरोधों के 3 एनओएस को जोड़कर इसका अनुकरण कर सकते हैं और फिर एक आम में शामिल हो सकते हैं आईसी के COM पिन के साथ समाप्त होता है।

योजनाबद्ध भी PWM astable सर्किट मोड में कॉन्फ़िगर किया गया IC 555 दिखाता है। यह सर्किट मॉड्यूल का एक हिस्सा बन जाता है और इसके पिन # 7 से पीडब्लूएम आउटपुट को DRV IC सर्किट के PWM इनपुट के साथ जोड़ा जा सकता है ताकि 4 मोटर्स को एक निरंतर आधार गति के साथ आरंभ किया जा सके और मोटर को एक स्थिर होवरिंग सक्षम किया जा सके। किसी दिए गए स्थान पर गति।

यह बाहर के quadcopter डिजाइन के लिए मुख्य ELC सर्किट या BLDC ड्राइवर सर्किट का समापन करता है।

हमें अपने क्वाडकॉप्टर डिजाइन में चार मोटर के लिए चार ऐसे मॉड्यूल की आवश्यकता होगी।

मतलब, IC 555 PWM स्टेज के साथ 4 ऐसे DRV IC को quadcopter के 4 मोटर्स में से प्रत्येक के साथ संबद्ध करने की आवश्यकता होगी।

ये मॉड्यूल यह सुनिश्चित करेंगे कि आम तौर पर सभी 4 मोटर्स प्रासंगिक डीआरवी नियंत्रक आईसी में से प्रत्येक के लिए एक निश्चित और समान पीडब्लूएम सिग्नल लागू करके एक पूर्व निर्धारित गति से निर्धारित किए जाते हैं।

अब आइए जानें कि साधारण 4 चैनल रिमोट कंट्रोल हैंडसेट का उपयोग करके अलग-अलग मोटर की गति को बदलने के लिए PWM को रिमोट कंट्रोल के माध्यम से कैसे बदला जा सकता है।

आरएफ रिसीवर मॉड्यूल (PWM विकोडक)

उपरोक्त सर्किट रिसीवर रिमोट आरएफ सर्किट को दर्शाता है जिसे उपयोगकर्ता के रिमोट ट्रांसमीटर हैंडसेट से बाहरी वायरलेस पीडब्लूएम डेटा प्राप्त करने के लिए क्वाडकॉप्टर के अंदर समायोजित किया जाना है और फिर उसके साथ समझाए गए डीआरवी नियंत्रक मॉड्यूल को खिलाने के लिए संकेतों को उचित रूप से संसाधित करना है। पिछला अनुभाग।

PWM # 1… .PWM # 4 के रूप में नामित 4 आउटपुट को PWM पिन # 15 DRV IC के साथ जोड़ने की जरूरत है जैसा कि पिछले चित्र में दिखाया गया है।

आरएफ रिसीवर यूनिट से ये पीडब्लूएम पिनआउट सक्रिय हो जाते हैं जब भी इसके ट्रांसमीटर हैंडसेट में उपयोगकर्ता द्वारा संबंधित बटन दबाया जाता है।

आरएफ ट्रांसमीटर को कैसे तार किया जाना चाहिए (PWM एनकोडर)

उपरोक्त खंड में हमने आरएक्स या रिमोट रिसीवर सर्किट पर चर्चा की और इसके 4 आउटपुट को क्वाडकॉप्टर मोटर ईएसआई ड्राइवर मॉड्यूल के साथ कैसे जोड़ा जाना चाहिए।

यहां हम देखते हैं कि कैसे साधारण RF ट्रांसमीटर को PWM डेटा को क्वाडकॉप्टर रिसीवर यूनिट में वायरलेस तरीके से संचारित करने के लिए PWM सर्किट के साथ बनाया और वायर्ड किया जाना चाहिए, ताकि व्यक्तिगत मोटर की गति को केवल एक बटन के प्रेस के साथ नियंत्रित किया जा सके, जो अंततः कारण बनता है उपयोगकर्ताओं की वरीयताओं के अनुसार दिशा या इसकी गति को बदलने के लिए क्वाडकॉप्टर।

ऊपर दिखाया गया सर्किट ट्रांसमीटर मॉड्यूल के वायरिंग विवरण को प्रदर्शित करता है। यह विचार बहुत सरल लगता है, मुख्य ट्रांसमीटर सर्किट TSW434 चिप द्वारा निर्मित होता है जो एन्कोडेड PWM सिग्नल को वायुमंडल में स्थानांतरित करता है, और HT12E जो TSW चिप को एन्कोडेड सिग्नल को फीड करने के लिए जिम्मेदार हो जाता है।

पीडब्लूएम सिग्नल 4 अलग-अलग आईसी 555 सर्किट चरणों द्वारा उत्पन्न होते हैं जो उसी के समान हो सकते हैं जो पहले डीआरवी नियंत्रक मॉड्यूल में चर्चा की गई थी।

4 ICs की PWM सामग्री को SW1 ---- SW4 के रूप में संकेतित 4 असतत पुश बटन के माध्यम से एनकोडर आईसी HT12E के संबंधित पिनआउट के लिए देखा जा सकता है।

इनमें से प्रत्येक बटन संवाददाता मॉड्यूल के समान पिनआउट को टॉगल करता है और टॉगल करता है जिसे हमने पहले चर्चा की थी और PWM # 1, PWM # 2… ..PWM # 4 के रूप में संकेत दिया था।

मतलब SW1 दबाने से रिसीवर यूनिट का PWM # 1 आउटपुट सक्रिय हो सकता है और इससे संबंधित डीआरवी मॉड्यूल को ट्रांसमीटर से प्राप्त डीकोड किए गए PWM सिग्नल फीड करना शुरू हो जाएगा और बदले में संबंधित मोटर अपनी गति को तदनुसार बदलने का कारण बन सकती है।

इसी तरह, SW2,3,4 का उपयोग अन्य 3 क्वाडकॉप्टर मोटर्स की गति को प्रभावित करने के लिए किया जा सकता है।

IC 555 PWM सर्किट

उपरोक्त आरएफ ट्रांसमीटर हैंडसेट में दिखाए गए 4 पीडब्लूएम सर्किट को वें निम्नलिखित आरेख के संदर्भ में निर्मित किया जा सकता है, जो कि हमारे डीआरवी नियंत्रक ईएससी सर्किट के समान था।

कृपया याद रखें कि 5K पॉट एक सामान्य पॉट के रूप में हो सकता है और इस पॉट को अतिरिक्त रूप से संबंधित मोटर्स पर अलग-अलग गति का चयन करने के लिए बटन के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है।

एक चयनित बटन को दबाए रखने और एक साथ 5KPWMpot को एक साथ रखने का अर्थ है कि क्वाडकॉप्टर को इच्छित दिशा में अपनी गति बढ़ाने या घटाने का कारण बन सकता है।

वैकल्पिक रूप से पीडब्लूएम को शुरू में कुछ उच्च या निम्न स्तर पर सेट किया जा सकता है और फिर पीडब्लूएम सेटिंग के अनुसार संबंधित क्वाडकॉप्टर मोटर को पसंदीदा गति प्राप्त करने में सक्षम करने के लिए दबाया गया।

Quadcopter मोटर विशिष्टता

ऊपर बताया गया क्यूईडॉप्टर रिमोट कंट्रोल सर्किट का उपयोग केवल प्रदर्शन उद्देश्य के लिए किया जाना है, और इसका उपयोग भार या कैमरा उठाने के लिए नहीं किया जा सकता है। इसका तात्पर्य यह है कि डिजाइन में प्रयुक्त मोटर्स अधिमानतः कम वर्तमान प्रकार होना चाहिए।

DRV11873 IC को 15V, 1.5 amps या लगभग 20 वाट मोटर में रेटेड opeate मोटर्स के लिए डिज़ाइन किया गया है ... इसलिए 15 से 30 वाट पर रेटेड किसी भी 3 चरण BLDC मोटर का उपयोग इस उद्देश्य के लिए किया जा सकता है।

इस क्वाडकॉप्टर डिजाइन के लिए बैटरी किसी भी 12V लाइपो पीआर ली-आयन बैटरी हो सकती है जो 1.5 एमपीएस निरंतर वर्तमान में 15 वी चोटी की आपूर्ति करने में सक्षम है।

विशिष्टता विवरण

1306N ब्रशलेस आउटनरर लघु डीसी मोटर

प्रकार: माइक्रो मोटर

निर्माण: स्थायी चुंबक

कम्यूटेशन: ब्रशलेस

गति (RPM): 2200rpm / v

निरंतर वर्तमान (ए): 1.5 ~ 2.6A

वोल्टेज (वी): 7.4 ~ 11.1 वी

लघु डीसी मोटर: AX-1306N

वजन: 8 जी

शाफ्ट का व्यास: 1.5 मिमी

बैटरी लि-पीओ: 2-3 एस

ऑपरेटिंग करंट: 1.5 ~ 2.6A

अधिकतम दक्षता: 67%




पिछला: सेंसरलेस बीएलडीसी मोटर ड्राइवर सर्किट अगला: पुश-बटन का उपयोग करके हीटर नियंत्रक सर्किट