PIC12F675 ile Maket Uçak için PWM Fırçalı Motor Kontrolü

Fırçalı Motor kontrol devreleri PIC12F675 mikrodenetleyicisi üzerine kurulu ufak tefek farklı bulunan temel devre ile yazılımda bazı değişiklikler yapılarak kullanılaniliyor u bilgiler makalede verilmiş tüm Fırçalı Motor kontrol devre şemaları ve kaynak picmikro yazılımı var. ESC PWM oluşturmak için yazılım zamanlama ve zamanlayıcı tabanlı kesme kombinasyonları kullanılmış.

Bu proje, Microchip 12F675 PIC ve az sayıda standart bileşen kullanarak kendi Brushed Motor ESC’nizi nasıl oluşturacağınızı ve inşa edeceğinizi belgeliyor . ESC’lerin nasıl çalıştığının araştırılmasına izin veren çeşitli test sistemleri de açıklanmıştır.

Burada açıklanan ESC öncelikle uçaklar içindir. Bu uygulama için ticari ESC’lere benzer özelliklere sahip araba ve tekneler için tasarlanmış ilgili bir proje var .

Önemli Not: Bu bilgiler “olduğu gibi” sağlanmaktadır. Model uçak oyuncak değildir. Bu cihazın yapımı ve kullanımı kullanıcının kendi sorumluluğundadır.

Fırçalı motorlu ESC’ler için belgelenmiş bir dizi başka proje vardır. Diğer ESC’ler için iyi bir başlangıç ​​noktası bu rcgroups dizisidir . Microchip AN847’deki bilgiler de çok faydalıdır. Bu tasarımların çoğu çok benzerdir, tasarımlar arasındaki farklılık tipik olarak ESC’yi kontrol etmek için kullanılan PIC’de, kullanılan kesin FET’lerde ve ESC’nin sunduğu özelliklerin sayısındadır. Bazı farklılıklar muhtemelen parçaların mevcudiyeti ve maliyetinden de kaynaklanmaktadır.

Bu projeye başlamamın iki ana nedeni vardı: Bu projelerin hiçbiri 12F675’i kullanmadı ve bu PIC’in bir dizi ilginç özelliği var. Bunlardan en önemlisi, Flash programlanabilir bir parça olması, fikirleri test etmek ve ESC’nin yeniden programlanmasına ve çeşitli fikirlerin test edilmesine izin vermek için iyi bir araç olmasıdır. Diğer tasarımların hiçbiri tam olarak aradığımı sunmadı ve ayrıca bu görevi yerine getirmek için bir 12F675’in programlanmasında belirli bir zorluk vardı.

Bu ESC tasarımı aşağıdaki özellikleri sunar:

• Güvenli başlatma, ESC’yi etkinleştirmek için gaz kelebeğinin kapalı olmasını gerektirir.
• Sinyal kaybı durur, geçerli sinyal kaybında motoru durdurur.
• Düşük voltaj kesme, düşük akü voltajında ​​motoru durdurur.
• Düşük hızlarda gürültüyü azaltmak ve yüksek hızlarda verimliliği artırmak için değişken oranlı PWM çıkışı.
• İki örnek eğri ile programlanabilir gaz kelebeği yanıt eğrileri.
• Dişli kutularını korumak için yavaş başlatma (veya istenirse hızlı başlatma)
• Sert veya yumuşak fren (isteğe bağlı).
• Doğru gaz kelebeği darbe genişliği ölçümü.
• 7.6kHz ve 2kHz arasındaki oranlarla doğru yazılımsal PWM
• Düzgün hız kontrolü için 64 motor hızı.
• Otomatik düşük ve yüksek gaz ayarı.
• Araba uygulamalarında kullanım için hem frenleme hem de frenlememe sıfır gaz kelebeği konumları (isteğe bağlı).
• Kayıp Model Alarmı (isteğe bağlı).
• Arıza sayacı (isteğe bağlı).
• Ters çıkış (isteğe bağlı).

Düşük Gerilim Kesme: ESC, akü besleme voltajını izler ve besleme voltajı önceden ayarlanmış bir noktanın altına düştüğünde motoru kapatır. Sağlanan kod, kesmeyi 6V’ta çalıştırır, bu nispeten güvenli bir nokta olarak kabul edilir. LM2940 BEC, 5,6V’a kadar çalışacaktır, bu nedenle motoru 6V’ta durdurmak hata için bir miktar pay bırakır. Kesme, 6V veya daha azını tespit ettiğinde, motor çalışabilmesi için gaz kelebeği rölantiye sıfırlanmalıdır.

ESC, her servo kontrol darbesi alındığında veya yaklaşık her 20 msn’de bir akü voltajını kontrol eder. Daha kararlı bir akü voltajı okuması elde etmek için bu okumaların 4 ardışık örneğin ortalaması alınır. Yüksek yük koşulları altında, FET açıldığında çok düşük bir okuma elde etmek mümkündür, ortalama, LVC’yi tetikleyen yanlış bir voltaj okuması olasılığını azaltır. İstenirse örneklem büyüklüğü arttırılabilir. Bir alternatif, voltaj algılama girişindeki filtre kondansatörünü artırmak olabilir, ancak bir yazılım çözümü, filtreleme parametrelerinin donanım değişikliği olmadan değiştirilmesine izin verir. ESC, iki farklı alçak gerilim noktasıyla yapılandırılabilir. Bu modda GP3 girişi (jumper W1) hangi kesme geriliminin etkin olduğunu seçer.

Otomatik düşük ve yüksek gaz ayarı: ESC çalıştırıldığında, gaz kelebeğinin ‘düşük’ konumda olduğu varsayılır. Güç açıldıktan sonra gazı ‘yüksek’e ve sonra tekrar ‘düşüğe’ getirmelisiniz. ESC daha sonra devreye girecek ve motor aracılığıyla iki kısa “bip” sesi çıkaracaktır. Bu özellik, ‘yüksek’ ayarın ‘düşük’ ayarından daha uzun bir servo darbe genişliğine sahip olduğunu varsayar. Bu nedenle, Futaba vericileri gaz kelebeği kanalında yine de ters servo gerektirecektir.

‘Bip’ sesleri duyulduktan sonra (1,5 saniye) ESC normal çalışma moduna girer ve ‘düşük’ gazı bekler. Bu, ‘bip’ sesleri sırasında gaz kelebeğinin ilerletilmesi durumunda ESC’nin motoru döndürmeyeceği anlamına gelir. Bu nedenle ‘bip’ sesleri bitene kadar gaza basılmamalıdır.

Yavaş başlatma: alınan gaz kelebeği ayarı mevcut ayardan her yüksek olduğunda gaz kelebeğini 1 adım ilerleterek çalışır. Uygulamada, rölantiden tam gaza geçmenin yaklaşık 1,2 saniye (64 * 0,02 saniye) alması anlamına gelir. Alınan gaz kelebeği geçerli ESC ayarından daha düşükse, ESC art arda iki kısma düşene kadar bekler ve ardından gaz kelebeğini hemen seçilen değere düşürür.

Bu davranış, hatalı bir alıcı darbesinin motoru ‘biplemesini’ durdurur. Yavaş çalıştırmada hatalı bir ‘düşük’ gaz kelebeği, ESC’nin yavaş başlatmayı kullanarak doğru ayarı yapmasına neden olur, düzgün uçuş için mümkün olduğunda bundan kaçınılmalıdır. Tek bir darbe filtresinin bu sorunu önemli ölçüde azalttığı görülmektedir. İstenirse ESC, yavaş başlatma kapatılarak oluşturulabilir. Bu durumda ESC, daha yüksek bir gaz kelebeği ayarı alındığında hemen gazı yükseltecektir.

Yumuşak Fren: Yumuşak fren seçeneği, her rölanti gazı alındığında (yaklaşık her 20 ms’de bir) kademeli olarak bir adım fren uygulamak için gaz kelebeği PWM motorunu kullanır. Bu, frenin tamamen uygulanmasının yaklaşık 1,2 saniye sürdüğü anlamına gelir. Uçuş testi, şanzımanın motor hızındaki ani değişikliklere maruz kalmaması durumunda bunun iyi çalıştığını gösteriyor.

Bir jumper aracılığıyla fren etkinleştirme/devre dışı bırakma, bu ESC yazılımının bir seçeneğidir. Bu, esas olarak ESC özelliklerinin bir jumper aracılığıyla kontrolünün mümkün olduğunu göstermek için sağlanmıştır. Bir jumper’ın olası kullanımlarından biri, freni devre dışı bırakmaktır. Bazı uçaklarda veya muhtemelen freni test ederken ve değerlendirirken PIC’yi değiştirmeden freni devre dışı bırakmak uygun olabilir.

Çoğu standart ESC, kısma ayarını basit bir doğrusal eşleme kullanarak PWM oranlarına dönüştürür. Böylece %50 kısma, %50 PWM’ye karşılık gelir. Ancak, %50’lik bir PWM oranı aslında motora tam gücün yalnızca %25’ini sağlıyor. Bu, bu ESC’nin de standart konfigürasyonudur.

Bu ESC için yazılımın tasarımı, %50 gaz kelebeği %50 motor gücüne karşılık gelecek şekilde gaz kelebeğinden PWM oranına eşlemeyi değiştirmeyi çok kolaylaştırır.

Elbette başka kısma tepki eğrileri de mümkündür. PWM motorunun üretimi bir Perl programı tarafından gerçekleştirildiğinden, kendi gaz kelebeği yanıt eğrilerinizi denemek için PIC birleştiriciyi programlayabilmeniz gerekmez. (Bununla birlikte, 0 ile 1 arasındaki kısma değerini 0 ile 1 arasındaki oranda bir PWM’ye dönüştüren Perl kodunu yazabilmeniz gerekir.)

Gaz kelebeği yanıt eğrisi aynı zamanda frenin ne zaman uygulanacağını da belirler (ESC bir frenle yapılandırılmışsa). Bu, bazı gaz kelebeği konumlarında motorun kapalı ve frenin kapalı olduğu ve diğer konumlarda motorun kapalı ve frenin açık olduğu uygulamalara izin verir.

Frenli ve frensiz sıfır gaz kelebeği konumları ESC, fren uygulanmış ve uygulanmamış motor kapatma ayarlarını destekler. (Bu, R/C araba uygulamalarında kullanılabilir.)

Tipik olarak en düşük ayardaki gaz kelebeği motoru kapatır ve freni açar, ardından gaz kelebeği arttıkça motor kapalı ve fren kapalı olarak değişir ve ardından motoru daha fazla güçlendirir. Gaz kelebeği ayar sırasında motordan düşürüldüğünde, önce motorun boşta kalacağı bir bölgeye girer (yani motor kapalı ve fren kapalı) ve ardından gaz kelebeği daha da azaltılırsa fren uygulanır.

Kaynak: designsoft.com.au/ahome/rc/PIC-ESC/