Помогите с двигателем для квадрокоптера

Anadimiy

Подскажите, пожалуйста.
Правильно ли я понимаю, что использовать коллекторные моторы проще чем бесколлекторные (которые везде советуют ставить)? Им не нужны ESC, управление оборотами заключается только в изменении напряжения на двух выводах. Но их минус в том, что кпд чуть ли не в 2 раза меньше.
Или нет?

Управлять ведь такими нужно шим-сигналом?
Если да, то так же управлять проще. Можно купить обычный дешевый микроконтроллер и запрограммировать так, чтобы он на выход подавал шим-сигнал в виде обычного цифрового. Скважность будет дискретная, но для квадрокоптера большего и не нужно. К выходу мк подключить через батарею обычный транзисторный усилитель и к моторчику.
Разве это не проще чем покупать спец мк, и сложные регуляторы скорости для бесколлекторных двигателей?

Заранее спасибо=)

Barim
  1. спрашивать лучше в другом разделе. Более одходящим чем Новички
  2. ESC все равно потребуются, кроме случая когда вы сами делаете мозги и городите регули сразу на плате (не рационально - сгоревший рег - плата под перепайку)
  3. А кто стабилизировать квадрик будет? Если не спецплата с микросхемами… Святой дух? 😃
Anadimiy
  1. Мозги делаю сам. А зачем регули? Чем не подходит вариант который я описал?

  2. “Можно купить обычный дешевый микроконтроллер и запрограммировать так, чтобы он на выход подавал шим-сигнал в виде обычного цифрового.”

Barim

А сдохнет из за падения и не успевания отключения двигателей - если двигло стоит то ток растет. Что проще - сменить выносную плату рега (самодельную или покупную не суть важно) или снимать мозги и копться и перепаивать сдохший рег на плате?

по поводу дешевый микроконтроллер - вперед, 3 гироскопа, отработка их данных преобразование в движение моторов. Разработка и отладка займет с полгода, может больше.
По мне дешевле купить готовые мозги, на разработку я потрачу больше времени, чем стоимость 1000 руб. Так что стоит это делать или ради интереса или под продажу готового проекта.
Думаю микросхемы + 3 гироскопа выйдут не дешевле.
Указанные мозги работают и с коллекторными двигателями

Anadimiy

Проблему с отключением то не сложно решить.
А насчет гироскопов - я собираюсь их не использовать. Хочу поставить один двухосевой акселерометр. Т.к. акробатика не нужна (по крайней мере пока), больших вертикальных ускорений не будет. Следовательно все должно работать (хоть и мб незначительно кривовато).

К тому же интересно все таки самому сделать мозги. Основываясь только на показаниях двух акселерометров, программа управления и стабилизации будет не слишком сложной)

Или я не прав?

Barim

Попробовать всегда стоит. 😃
Теоретически - да, практически - проблематично, иначе бы так и делали, он ставят или 3 гиры или гиры +компас + инерциометр (могу ошибаться).
К тому же модельные гироскопы - это фактически и есть угловые акселерометры.
приготовьтесь к тому, что вам придется компенсировать температурный дрейф и накопление ошибки.

Вобщем - задача интересная, но с практической точки зрения - проще купить готовый комплект и потом доработать прошивку (она там взята с опенсорса)

Anadimiy

Компас для корректировки вращения вокруг вертикальной оси - это уже дело десятое) Потом поставлю когда разберусь с конструкцией для хоть какого то полета)
Гироскопы оценивают угловую скорость. Чтобы найти угол, на который повернулся аппарат, нужно это скорость проинтегрировать. А т.к. ошибка накапливается со временем, причем очень быстро, используются нереально сложные математические модели (фильтр Калмана), который оперирует еще и с акселерометрами, в которых как раз нет накпления ошибок. Ничего не нужно интегрировать. Но они, к сожалению, боятся вертикальных ускорений.
Может быть когда нибудь займусь и этим)

Случаем не знаете как подобрать и где купить эти коллекторные моторчики?

Musgravehill
Anadimiy:

Основываясь только на показаниях двух акселерометров

Оденьте каску.

  1. Акселерометры не могут отследить быстрые движения коптера.
  2. Если будете двигаться не прямолинейно с постоянной скоростью или зависать, то аксели покажут вам центробежное ускорение и Кориолисово. В итоге, в любом повороте коптер перевернется.

Если нравится работать головой и руками, читайте на нашем форуме Multiwii, ArduPirate и прочие. Минимум - нужны гироскопы, контроллер, 3 регулятора, 3 мотора и серва, либо более 3х моторов. С гирами будете летать, но постоянно придется выравнивать коптер.

dollop
Musgravehill:

Оденьте каску.

Мне кажется, что топикстартеру все же каску лучше снять.
И почитать с недельку, другую форум и статьи на сайте.
И тогда станет понятно, что к чему и куда. И что модульность лучше, чем все (и силовая часть и мозги) в одной куче на плате.

Anadimiy:

Разве это не проще чем покупать спец мк, и сложные регуляторы скорости для бесколлекторных двигателей?

И что купить/сделать “сложные” регуляторы скорости все же придется. И использовать бесколлекторные двигатели тоже. А про гиры и др. оборудование многороторных систем пока говорить ранова-то.
А то мы так и до полетов коптеров на энерджайзерах докатимся. Зачем это китайцам за дорогущие и взрывоопасные липо платить?

DVE

Вроде есть минимум 2 квадрика на коллекторных движках - Walkera UFO и всем известный AR Drone.

Так что теоретически все возможно, вопрос только - зачем копировать заведомо неудачные решения, когда бесколлекторники можно купить на ХК по 10$/шт, и регуляторы примерно за столько же.

Musgravehill
dollop:

модульность лучше, чем все (и силовая часть и мозги) в одной куче

+1 А вот мозги лучше делать на одной плате, чтобы уменьшить массу и длину проводов. Например, смотрим Black Vortex с ATmega2560, акселями, ДУС, магнетометром, GPS, бародатчиком.

DVE:

AR Drone

Его движки = слабое звено. Кто летал на обычных “хоббийных” вертолетах\самолетах - плюется от тех моторов.

Anadimiy

Хорошо, насчет бесколлекторных убедили)
Но как подключить регуляторы к контроллеру? Я имею в виду какие сигналы нужно подавать с мк на вход регулятора чтобы управлять скоростью вращения двигателей?

Musgravehill
Anadimiy:

какие сигналы нужно подавать с мк на вход регулятора

www.rcdesign.ru/articles/radio/ppm_pcm

PPM: реализацию кода смотрите в Мультивии, Ардупирате или для конкретных контроллеров.

Anadimiy

Я все никак понять не могу. Почему регуляторы рассчитаны на понимания этого ppm сигнала, если было бы проще задавать скорость обычным двоичным кодом?

Где найти реализации кода для конкретных контроллеров?

Barim

Может купит готовый и не мучаться?

leprud

Есть и i2c контроллеры, не вопрос. Даж некоторые “стандартные” можно перешить на i2c, есть наработки
PPM берет свои корни н-дцать лет назад, поэтому является стандартом де-факто, переломить который почти не реально на данный момент.

По поводу реализаций кода - вам уже ответили… Ну да это мелочи все, главное ж тут - обработка датчиков и алгоритмы, а вы пока не с того конца заходите

Anadimiy

А как с мк подается ppm сигнал, если он может выдавать только либо цифровой, либо шим?

Musgravehill
Anadimiy:

как с мк подается ppm сигнал, если он может выдавать только либо цифровой, либо шим?

как все запущено… разве PPM не похож на ШИМ? И контроллер дрыгает ногами так, как придумает программист.

Anadimiy

Я конечно извиняюсь, но я новичек вообще в области электроники. Не мог бы кто нибудь на пальцах объяснить что именно нужно подавать на вход бесколлекторного регулятора? Я имею в виду как нужно кодировать значений скорости и тп. Буду крайне признателен.

dollop

Ссылка поста №13 полностью отвечает на вопрос. Читать в разделе Принцип PPM-кодирования. В кратце это заключается в следующем. Подают на вход регулятора импульс длинной 1000…2000мкс с частотой 50Гц (20мс).

Для коптеров этого оказывается мало, поэтому частоту генерации импульса увеличивают в 10 раз - до 500Гц.
Частота вращения двигателя через esc кодируется очень просто. Длинна импульса 1000мкс - стоп. 1500мкс - 50%, 2000мкс - максимальные обороты. Это про “модельные регуляторы” в упрощенной форме, на пальцах так сказать.
Если esc подключен по i2c - то там совсем не так 😃.

Anadimiy

dollop, т.е. подключаем регулятор к шим выходу контроллера и подаем импульсы от 1 до 2мс с периодом 2мс?
И если нужна 100% скорость, то подаем просто постоянное напряжение?

И еще два вопроса:
Какой амплитуды должны быть импульсы?
Для всех ли ppm регуляторов подходит такая схема?

Спасибо)

leprud
Anadimiy:

И если нужна 100% скорость, то подаем просто постоянное напряжение?

Прочтите все же указанную статью и внимательно посмотрите картинку выше…

И рекомендую пока не обращать внимание на исполнительные механизмы (моторы, сервы, актуаторы etc), а крепко подумать о датчиках и математике их обработки

Anadimiy

leprud, картинка и “формулы” противоречат друг другу в случае 100% оборотов.

Датчики и математика уже продуманы. Я уже переходу к части железной закупки и сборки.

leprud

Картинки абсолютны верны, ничто ничему не противоречит.

Да, по поводу математики и железа… Хотя б на 100Гц будет идти опрос датчиков, или как обычно 10-30?