無人機之電機驅動

2021-10-03 08:50:30 字數 1286 閱讀 5485

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無人機一般使用無刷電機或空心杯電機,兩種電機的驅動方式不同。

一、無刷電機

無刷電機需要無刷電調才能驅動,傳送門。

電調按協議分為兩種:

一種是pwm、oneshot、multishot這類的模擬電調,即訊號幅度隨時間不斷變化著,電調捕獲的是脈衝的寬度值,其實就是判斷某個幅值持續的時間長短,時間長寬度就大,油門值就高;時間短,脈衝寬度就窄,油門值就低。這種通訊方式受很多環節的干擾和影響。

另一種為dshot的數字電調,由flyduino(kiss飛控的公司)聯合betaflight開發團隊共同研發。有dshot300、dshot600、dshot1200,dshot600 就是每秒傳輸600k位元,dshot300就是每秒傳輸300k位元。拿dshot600來說,一位訊號就大概是1.67微秒,那麼通過對時間的占空比代表0或者1

如果表示0:高電平佔據625納秒,

如果表示1:高電平佔據1250納秒

數字電調協議的組成

16位 = 11位油門訊號 + 1位電調資訊回傳 + 4位迴圈冗餘校驗

dshot數字電調協議的優點

1.不再需要校準電調油門行程

2.精準的電調訊號,數碼訊號的最大優點,由於pwm是模擬訊號,容易出現傳輸過程**現的波形變形問題

3.相比目前「1000-2000」的值,dshot的行程由「0-2048」擴充套件(從00000000000到11111111111),畢竟有11位二進位制數,2的11次方就是2048

4.速度上面,比oneshot電調協議快太多

5.安全性,dshot自帶四位迴圈冗餘校驗(crc)

所以現在新的電調一般都支援dshot協議。

二、空心杯電機

1、電路設計

電機使用空心杯電機8250,某寶**5-10元每只左右,壞掉不心疼,相比於無刷電機除錯時危險性還要小一些。供電電壓一般在3-5v ,用1s的電池就可以驅動,轉速3v 時在35000-37000rpm,5v時在50000prm。

空心杯電機驅動起來比無刷電機要簡單一些,成本低不少。我們直接將驅動整合在主機板上,直接使用nmos管 si2304來驅動電機,保險起見,在輸出端各加乙個自恢復保險防止堵轉過電流。

2、程式設計

空心杯電機使用微控制器直接輸出pwm訊號控制驅動電路,我們使用stm32微控制器,直接用微控制器的tim2和tim4定時器的pwm輸出功能,通過調節pwm占空比來調節電機速度。

我們使用stm32cubemx來生成程式,生成時使用freertos系統。

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