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无人机一般使用无刷电机或空心杯电机,两种电机的驱动方式不同。
一、无刷电机 无刷电机需要无刷电调才能驱动,传送门。 电调按协议分为两种: 一种是PWM、oneshot、multishot这类的模拟电调,即信号幅度随时间不断变化着,电调捕获的是脉冲的宽度值,其实就是判断某个幅值持续的时间长短,时间长宽度就大,油门值就高;时间短,脉冲宽度就窄,油门值就低。这种通讯方式受很多环节的干扰和影响。 另一种为Dshot的数字电调,由Flyduino(Kiss飞控的公司)联合Betaflight开发团队共同研发。有DSHOT300、DSHOT600、DSHOT1200,DSHOT600 就是每秒传输600k比特,DSHOT300就是每秒传输300K比特。拿Dshot600来说,一位信号就大概是1.67微秒,那么通过对时间的占空比代表0或者1 如果表示0:高电平占据625纳秒, 如果表示1:高电平占据1250纳秒 数字电调协议的组成 16位 = 11位油门信号 + 1位电调信息回传 + 4位循环冗余校验 11位 - 2048步骤的分辨率油门值 1位 -遥测要求 4位 - CRC校验(检查信号的正确性) Dshot数字电调协议的优点 1.不再需要校准电调油门行程 2.精准的电调信号,数字信号的最大优点,由于PWM是模拟信号,容易出现传输过程中出现的波形变形问题 3.相比目前“1000-2000”的值,Dshot的行程由“0-2048”扩展(从00000000000到11111111111),毕竟有11位二进制数,2的11次方就是2048 4.速度上面,比Oneshot电调协议快太多 5.安全性,Dshot自带四位循环冗余校验(CRC) 所以现在新的电调一般都支持Dshot协议。 二、空心杯电机 1、电路设计 电机使用空心杯电机8250,某宝价格5-10元每只左右,坏掉不心疼,相比于无刷电机调试时危险性还要小一些。供电电压一般在3-5V ,用1S的电池就可以驱动,转速3V 时在35000-37000RPM,5V时在50000PRM。 空心杯电机驱动起来比无刷电机要简单一些,成本低不少。我们直接将驱动集成在主板上,直接使用NMOS管 SI2304来驱动电机,保险起见,在输出端各加一个自恢复保险防止堵转过电流。 2、程序设计 空心杯电机使用单片机直接输出PWM信号控制驱动电路,我们使用STM32单片机,直接用单片机的TIM2和TIM4定时器的PWM输出功能,通过调节PWM占空比来调节电机速度。 我们使用STM32CUBEMX来生成程序,生成时使用FREERTOS系统。 |
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