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Consideraciones de diseño para micro de cc a tres fases de ca del AVR (ESC) para la miniatura de un UAV aplicaciones

Esta es una gran pregunta, tengo la intención de presentar el problema en detalle y mi actual plan de acción para resolverlo. Yo estoy esperando para obtener consejos acerca de lo que debe y no hacer.

Yo estaba involucrado con una publicación reciente sobre la LIS caracterización de la miniatura de un uav actuadores que consiste de disponible comercialmente RC partes. Muchas de las conclusiones se formaron, pero en definitiva, el eslabón más débil en nuestro actuador de sistemas para nuestros vehículos aéreos no tripulados son los controladores de motor. Todos ellos son diferentes y bastante impredecible. Algunos son enviados ppm señales de otros como los de nuestra ala rotativa de artesanía uso de la comunicación i2c.

El ideal es el diseño de un poder superior sistema con n mosfet de canal único. La razón de esto es simétrica control de fase. Sin embargo, para ello se requeriría un poco más de la fuente de energía que el voltaje modulado a los motores.

Para lograr esto voy a utilizar un regulador externo para el MCU tensión de funcionamiento y la mayor mosfet de la tensión de conducción.

La siguiente consideración es el mosfet de ellos mismos I plan para el uso de varios transistores en paralelo para reducir la puerta de la resistencia y aumentar la capacidad de potencia.

Me gustaría que todos los PCBs involucrados en el 2 de la capa de Pcb para reducir los costos de producción. Para hacer esto y mantener un tamaño lo suficientemente pequeño como para miniatura de UAVs I plan para colocar el AVR basado en MCU sobre un tablero con molex de alambre conectores de la placa y la programación de los conectores, así como el estado de los LEDs y componentes de soporte.

A continuación, todos los mosfet de potencia óptica y dispositivos de aislamiento en otras 2 capas de PCB que se conectan a la MCU PWB con molex de placa a placa de enclavamiento de los conectores.

La última consideración es la MCU su auto. Yo no tengo experiencia con la programación de dispositivos embebidos otro de los arduinos. También tengo menos de nueve semanas para producir este producto. Debido a esto estoy pensando en utilizar un atmega 328 y usando el arduino gestor de arranque que hace que todos los pines compatible con el controlador de motor inicial de la ICP.

Me gusta la xmega 16A pero no quiero volver a escribir el gestor de arranque.

Todo esto en mente, hay consideraciones todavía. Voy a necesitar para almacenar externamente y de forma dinámica caracterizada parámetros de la MCU de a bordo de los algoritmos de control.

Gracias por tus pensamientos.

P. S. i2c será el protocolo de comunicación para el controlador de motor porque es robusto, bi direccional y puede soportar múltiples dispositivos en un único bus.

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Jeremy Ruten Puntos 59989

En lugar de diseño de hardware y escribir software casi enteramente desde cero, tal vez se puede ahorrar un poco de tiempo para empezar con uno de varios open-hardware BLDC controladores y adaptarlo a tus necesidades:

Me suena que la Abrir-BLDC ya maneja la mayoría de las cosas que usted ha mencionado -- BLDC control de hasta 200 a, etc. ¿Qué más necesitas para hacer que no ya de manejar?

Incluso si ninguno de estos es exactamente lo que quieres, tal vez usted puede contactar a las personas que trabajan en estos grupos y hablar con ellos en la escritura de software para su sistema a cambio de que la construcción de hardware de su sistema o viceversa. En lugar de una persona para hacer hardware + software sobre un tablero, y otra persona de forma independiente, a hacer de hardware + software en otro similar de la junta, a menudo se ahorra el tiempo de la gente para para una persona para el diseño de dos muy similares BLDC tarjetas de hardware, y otra persona para escribir dos muy similares a los paquetes de software para las tablas.

Contrariamente a la creencia popular, es posible construir un opto-aislado bidireccional de autobuses. Existe un método que utiliza un total de 4 optoaisladores de aislar los cables de señal del bus I2C, organizar algo como esto para cada señal:

        D1
 left-+|>|+--------------+
      |   |    (+5V)-R2--+   gnd
      |   |              |   |
      +|<|+               \ /    -
        |                 ---     \(optoisolator chips)
       --- IC1             |  IC2 /
       / \               +|>|+   -
      |   |              |   |
    gnd   +--R1-(+5V)    |   |
          +--------------+|<|+-----right
                          D2
 -|>|- == diode  Circuit by Jerry Steele _EDN_ 1996 Jun 6

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Morin Puntos 48

Cuando se utiliza del lado de alta de canal N Mosfet, un MOSFET driver del chip se utiliza generalmente (por ejemplo, un IR2130). Estos chips requieren un impulso condensador que permite a las puertas del alto-lado de MOSFETs para ser conducidos con la tensión requerida. La desventaja de esto es que el MOSFET driver tiene un restringido rango de operación (normalmente 10V-20V). El segundo lado es que usted no puede conducir el MOSFET de 100% de ancho de pulso; esto no suele ser un problema. Alternativamente, usted podría utilizar P-canal del lado de alta MOSFETs y N-canal del bajo-lado. Con esta configuración, puede PWM del bajo-lado de los interruptores solo y ahorrar algo de energía. (Usted puede hacer esto con todos los N-canales como bueno, es más complicado ya que tienes que mantener el impulso de los condensadores de los cargos). Ir a Digikey y la búsqueda para "mosfet driver", vas a querer que el 3-fase de puente de los conductores especificados para interruptores externos.

Como para el Mosfet de sí mismos, yo no recomiendo el uso de ellos en paralelo. Esto aumentaría su huella, así como su puerta de carga. En su lugar, busque alta corriente de mosfets en Digikey. Mi favorito de los paquetes para que estos son D-Pak, 8-PowerVDFN, y PowerPAK 1212-8.

Atmel tiene una aplicación nota para el sensor y sensor-menos de control de motores. Por desgracia AVRs no tienen mucho poder de procesamiento y su algoritmo de control es probable que se limita a punto fijo de matemáticas debido a esto. Debido a las limitaciones de potencia de procesamiento, puede que desee considerar la posibilidad de no utilizar el entorno de desarrollo de Arduino y en lugar de usar directamente C o asamblea.

Usted puede tener algunos problemas para aislar el bus I2C ópticamente, ya que es un bi-direccional de autobuses. Si usted fuera a utilizar un sistema de comunicación con una sola dirección de las líneas, es posible que desee ver en TI la línea de aislador de fichas (por ejemplo, la ISO7221).

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jason saldo Puntos 5036

En lugar de alto-lado de los conductores, también se puede considerar bajo-lado de los conductores y el uso de transformadores de pulso (un.k.una. la puerta de la unidad de transformadores) para llevar las señales hasta el lado de alta Fet. Las mismas limitaciones con ciclo de trabajo se aplican (no debe superar los volt-segundos calificación del transformador para evitar la saturación), además debe asegurarse de que el transformador se restablece correctamente. Lo bueno de este enfoque es que usted no necesita un alto-lado de la fuente de alimentación.

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