MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 ドローンプロペラリファレンスデザイン
導入
以上VIEW
このリファレンス デザインは、33 相永久磁石同期モーターまたはブラシレス モーターで駆動されるプロペラを備えたクワッドコプター/ドローン アプリケーションを対象とした低コストの評価プラットフォームです。このデザインは、モーター制御デバイスである Microchip dsPIC32EP204MCXNUMX DSC に基づいています。
図1-1: dsPIC33EP32MC204ドローンモーターコントローラリファレンスデザイン
特徴
リファレンス デザインの主な機能は次のとおりです。
- 三相モーター制御電源Stage
- シャント方式による位相電流フィードバックにより、より高いパフォーマンスを実現
- フェーズvoltagセンサレス台形制御またはフライングスタートを実装するためのeフィードバック
- DCバスボリュームtag過剰ボリュームに対するフィードバックtag電子保護
- マイクロチッププログラマ/デバッガを使用したインサーキットシリアルプログラミング用の ICSP ヘッダー
- CAN通信ヘッダー
ブロック図
リファレンス デザインのさまざまなハードウェア セクションを図 1-3 に示し、表 1-1 にまとめます。
図1-3: ハードウェアセクション
| 表1-1 ハードウェアセクション | |
| セクション | ハードウェアセクション |
| 1 | 三相モータ制御インバータ |
| 2 | dsPIC33EP32MC204および関連回路 |
| 3 | MCP8026 MOSFETドライバ |
| 4 | CANインターフェース |
| 5 | 電流検出抵抗器 |
| 6 | シリアル通信インターフェースヘッダー |
| 7 | ICSP™ ヘッダー |
| 8 | ユーザーインターフェースヘッダー |
| 9 | DE2 MOSFETドライバシリアルインターフェースヘッダー |
ボードインターフェースの説明
導入
この章では、ドローン モーター コントローラー リファレンス デザインの入出力インターフェイスについて詳しく説明します。次のトピックについて説明します。
- ボードコネクタ
- dsPIC DSC のピン機能
- MOSFETドライバのピン機能
ボードコネクタ
このセクションでは、スマート ドローン コントローラ ボードのコネクタについてまとめます。コネクタは図 2-1 に示され、表 2-1 にまとめられています。
- スマート ドローン コントローラー ボードに入力電源を供給します。
- インバータ出力をモーターに供給します。
- ユーザーがdsPIC33EP32MC204デバイスをプログラム/デバッグできるようにします。
- CAN ネットワークへのインターフェース。
- ホスト PC とのシリアル通信を確立します。
- 速度基準信号を供給します。
図 2-1: コネクタ – ドローン モーター コントローラ リファレンス デザイン
表2-1 コネクタ
| コネクタ指定子 | ピンの数 | 状態 | 説明 |
| ISP1 | 5 | 人口 | ICSP™ ヘッダー – プログラマ/デバッガと dsPIC® DSC のインターフェイス |
| P5 | 6 | 人口 | CAN通信インターフェースヘッダー |
| P3 | 2 | 人口 | シリアル通信インターフェースヘッダー |
| P2 | 2 | 人口 | 基準速度 PWM/アナログインターフェースヘッダー |
| フェーズA、 フェーズB、 フェーズC |
3 |
人が住んでいない |
三相インバータ出力 |
| VDC、GND | 2 | 人が住んでいない | 入力DC電源タブコネクタ
(VDC: プラス端子、GND: マイナス端子) |
|
P1 |
2 |
人口 |
DE2 MOSFETドライバシリアルインターフェースヘッダー。
ハードウェアおよび通信プロトコル仕様に関するMCP8025A/6データシート |
プログラマ/デバッガ インターフェース用 ICSP™ ヘッダー (ISP1)
6ピンヘッダーISP1はプログラマーに接続できます。例えばampプログラミングおよびデバッグ用の PICkit 4 です。これは実装されていません。必要に応じて部品番号 68016-106HLF または同様の部品を実装します。ピンの詳細は表 2-2 に示されています。
表 2-2: ピンの説明 – ヘッダー ISP1
| ピン番号 | 信号名 | ピンの説明 |
| 1 | MCLR | デバイス マスター クリア (MCLR) |
| 2 | +3.3V | 供給量tage |
| 3 | グランド | 地面 |
| 4 | PGD | デバイスプログラミングデータライン (PGD) |
| 5 | PGCC の | デバイスプログラミングクロックライン (PGC) |
CAN通信インターフェースヘッダー(P5)
この 6 ピン ヘッダーは、CAN ネットワークとのインターフェイスに使用できます。ピンの詳細は表 2-3 に示されています。
表 2-3: ピンの説明 – ヘッダー P5
| ピン番号 | 信号名 | ピンの説明 |
| 1 | 3.3ボルト | 外部モジュールに3.3ボルトを供給（最大10mA） |
| 2 | STANDBY | スマートコントローラーをスタンバイ状態にする入力信号 |
| 3 | グランド | 地面 |
| 4 | カンテックス | CANトランスミッター（3.3V） |
| 5 | CANRX | CANレシーバー（3.3V） |
| 6 | DGND | ボード上のデジタルグランドに接続 |
速度リファレンス UI ヘッダー (P2)
2 ピン ヘッダー P2 は、2 つの方法でファームウェアに速度リファレンスを提供するために使用されます。ピンは短絡保護されています。ヘッダー P2 の詳細は、表 2-4 に示されています。
表 2-4: ピンの説明 – ヘッダー P2
| ピン番号 | 信号名 | ピンの説明 |
| 1 | 入力_FMU_PWM | デジタル信号 – PWM 50Hz、3～5ボルト、4～85% |
| 2 | 広告スピード | アナログ信号 – 0～3.3 V |
シリアル通信ヘッダー (P3)
2 ピン ヘッダー P3 は、機能拡張やデバッグのためにマイクロコントローラの未使用ピンにアクセスするために使用できます。ヘッダー J3 のピンの詳細は、表 2-4 に示されています。
表 2-4: ピンの説明 – ヘッダー P3
| ピン番号 | 信号名 | ピンの説明 |
| 1 | RXL | UART – 受信機 |
| 2 | テグ | UART – 送信機 |
DE2 MOSFET ドライバ シリアル インターフェイス ヘッダー (P1)
2 ピン ヘッダー P1 は、機能拡張やデバッグのためにマイクロコントローラの未使用ピンにアクセスするために使用できます。ヘッダー J3 のピンの詳細は、表 2-4 に示されています。
表 2-4: ピンの説明 – ヘッダー P1
| ピン番号 | 信号名 | ピンの説明 |
| 1 | DE2 | UART – DE2 信号 |
| 2 | グランド | 外部接続用ボードグランド |
インバータ出力コネクタ
リファレンス デザインは、2 相 PMSM/BLDC モーターを駆動できます。コネクタのピン割り当ては表 6-XNUMX に示されています。逆回転を防止するには、モーターの正しい位相シーケンスを接続する必要があります。
表2-6: ピンの説明
| ピン番号 | ピンの説明 |
| フェーズA | インバーターのフェーズ1出力 |
| フェーズB | インバーターのフェーズ2出力 |
| フェーズC | インバーターのフェーズ3出力 |
入力DCコネクタ（VDCおよびGND）
このボードはDC電圧で動作するように設計されている。tag11V～14Vの範囲で、コネクタVDCおよびGNDを介して電源を供給できます。コネクタの詳細は表2-7に示されています。
表2-7: ピンの説明
| ピン番号 | ピンの説明 |
| VDC | DC入力電源プラス |
| グランド | DC入力電源マイナス |
ユーザーインターフェース
速度基準入力を提供するためにスマート ドローン コントローラー ファームウェアにインターフェースする方法は 2 つあります。
- PWM入力（デジタル信号 - PWM 50Hz、3〜5ボルト、4〜55％デューティサイクル）
- アナログvoltage (0 – 3.3 ボルト)
インターフェイスは、P2 コネクタへの接続を介して行われます。詳細については、表 2-4 を参照してください。このリファレンス デザインには、速度リファレンスを提供する外部アクセサリ PWM コントローラ モジュールがあります。外部コントローラには、独自のポテンショメータと 7 セグメント LED ディスプレイがあります。ポテンショメータを使用して、4% から 55% まで変化可能な PWM デューティ サイクルを変更することで、目的の速度を調整できます。(50Hz 4-6 ボルト) 3 つの範囲で。詳細については、セクション 3.3 を参照してください。
dsPIC DSC のピン機能
オンボードの dsPIC33EP32MC204 デバイスは、周辺機器と CPU 機能を通じてリファレンス デザインのさまざまな機能を制御します。dsPIC DSC のピン機能は機能別にグループ化されており、表 2-9 に示されています。
表2-9: dsPIC33EP32MC204 ピン機能
|
信号 |
dsPIC DSC
ピン 番号 |
dsPIC DSC
ピン機能 |
dsPIC DSC 周辺機器 |
備考 |
| dsPIC DSC 構成 – 電源、リセット、クロック、プログラミング | ||||
| バージョン33 | 28,40 | 電圧 |
供給 |
dsPIC DSC への +3.3V デジタル電源 |
| DGND | 6,29,39 | VSSS | デジタルグラウンド | |
| AV33 | 17 | AVDD | dsPIC DSC への +3.3V アナログ電源 | |
| AGND | 16 | AVSS | アナロググラウンド | |
| OSCI | 30 | OSCI/CLKI/RA2 | 外部発振器 | 外部接続はありません。 |
| RSTP ... | 18 | MCLR | リセット | ICSPヘッダー（ISP1）に接続 |
| ISPデータ | 41 | PGED2/ASDA2/RP37/RB5 | インサーキットシリアルプログラミング（ICSP™）または
インサーキットデバッガー |
ICSPヘッダー（ISP1）に接続 |
|
ISPCLK |
42 |
PGEC2/ASCL2/RP38/RB6 |
||
| アイバス | 18 | DACOUT/AN3/CMP1C/RA3 | 高速アナログコンパレータ1(CMP1)とDAC1 | Ampバス電流は、過電流検出のために CMP1 の正入力に接続される前にさらにフィルタリングされます。過電流しきい値は DAC1 を通じて設定されます。コンパレータ出力は、CPU の介入なしに PWM をシャットダウンするための PWM ジェネレータの障害入力として内部的に使用できます。 |
|
巻tagフィードバック |
||||
| アドバス | 23 | PGEC1/AN4/C1IN1+/RPI34/R B2 | 共有ADCコア | DCバスボリュームtageフィードバック。 |
|
デバッグインターフェース（P3） |
||||
| RXL | 2 | RP54/RC6 | I/OとUARTの再マッピング可能な機能 | これらの信号はヘッダー P3 に接続され、UART シリアル通信をインターフェースします。 |
| テグ | 1 | TMS/ASDA1/RP41/RB9 | ||
|
CANインターフェース（P5） |
||||
| カンテックス | 3 | RP55/RC7 | CAN受信機、送信機、スタンバイ | これらの信号はヘッダーP5に接続されている |
| CANRX | 4 | RP56/RC8 | ||
| STANDBY | 5 | RP57/RC9 | ||
|
PWM出力 |
||||
| 型番 | 8 | RP42/PWM3H/RB10 | PWM モジュール出力。 | 詳細についてはデータシートを参照してください。 |
| 型番 | 9 | RP43/PWM3L/RB11 | ||
| 型番 | 10 | RPI144/PWM2H/RB12 | ||
| 型番 | 11 | RPI45/PWM2L/CTPLS/RB13 | ||
| 型番 | 14 | RPI46/PWM1H/T3CK/RB14 | ||
| 型番 | 15 | RPI47/PWM1L/T5CK/RB15 | ||
|
汎用I/O |
||||
| I_OUT2 | 22 | PGEC3/VREF+/AN3/RPI33/CT ED1/RB1 | 共有ADCコア | |
| モーターゲートDr_CE | 31 | OSC2/CLKO/RA3 | I/Oポート | MOSFET ドライバーを有効または無効にします。 |
| モーターゲートドライブ
_ILIMIT_OUT |
36 | SCK1/RP151/RC3 | I/Oポート | 過電流保護。 |
| DE2 | 33 | FLT32/SCL2/RP36/RB4 | UART1 | UART1 TXに設定された再プログラム可能なポート |
| DE2 RX1 | 32 | SDA2/RPI24/RA8 | UART1 | UART1 RXに設定された再プログラム可能なポート |
|
スケールドフェーズ voltage測定 |
||||
| PHC の | 21 | PGED3/VREF-/ AN2/RPI132/CTED2/RB0 | 共有ADCコア | 逆起電力ゼロクロスセンシング PHASE C |
| PHB の | 20 | AN1/C1IN1+/RA1 | 共有ADCコア | 逆起電力ゼロクロスセンシング フェーズ B |
| PHA、
フィードバック |
19 | AN0/OA2OUT/RA0 | 共有ADCコア | 逆起電力ゼロクロスセンシングフェーズA |
|
接続なし |
||||
| – | 35,12,37,38 | |||
| – | 43,44,24 | |||
| – | 30,13,27 | |||
MOSFETドライバのピン機能
|
信号 |
MCP8026
ピン 番号 |
MCP8026
ピン機能 |
MCP8026 機能ブロック |
備考 |
|
電源と接地の接続 |
||||
| VCC_LI_POWER | 38,39 | 電圧 |
バイアスジェネレータ |
11-14ボルト |
| PGND | 36,35,24,20
,19,7 |
PGND | パワーグラウンド | |
| バージョン12 | 34 | +12V | 12ボルト出力 | |
| V5 | 41 | +5V | 5ボルト出力 | |
| LX | 37 | LX | 3.3V出力用降圧レギュレータスイッチノード | |
| FB | 40 | FB | 3.3V出力用降圧レギュレータフィードバックノード | |
|
PWM出力 |
||||
| 型番 | 46 | 型番 |
ゲート制御ロジック |
詳細についてはデバイスのデータシートを参照してください |
| 型番 | 45 | 型番 | ||
| 型番 | 48 | 型番 | ||
| 型番 | 47 | 型番 | ||
| 型番 | 2 | 型番 | ||
| 型番 | 1 | 型番 | ||
|
電流検出ピン |
||||
| I_SENSE2- | 13 | I_SENSE2- |
モーターコントロールユニット |
フェーズAシャント-ve |
| I_SENSE2+ | 14 | I_SENSE2+ | フェーズAシャント+ve | |
| I_SENSE3- | 10 | I_SENSE3- | 相 B シャント -ve。このシャントはインバーターの W ハーフブリッジ上にあることに注意してください。 | |
| I_SENSE3+ | 11 | I_SENSE3+ | 相 B シャント +ve。このシャントはインバーターの W ハーフブリッジ上にあることに注意してください。 | |
| I_SENSE1- | 17 | I_SENSE1- |
モーターコントロールユニット |
参考巻tage-ve は |
| I_SENSE1+ | 18 | I_SENSE1+ | 3.3V/2リファレンスボリュームtage +ve | |
| I_OUT1 | 16 | I_OUT1 | バッファ出力 3.3V/2ボルト | |
| I_OUT2 | 12 | I_OUT2 | Amp出力相A電流 | |
| I_OUT3 | 9 | I_OUT3 | Amp出力相B電流 | |
|
シリアル DE2 インターフェース |
||||
| DE2 | 44 | DE2 | バイアスジェネレータ | ドライバー設定用のシリアルインターフェース |
|
MOSFETゲート入力 |
||||
| U_モーター | 30 | PHA |
ゲート制御ロジック |
モーター相に接続します。 |
| V_モーター | 29 | PHB の | ||
| W_モーター | 28 | PHC の | ||
|
ハイサイドMOSFETゲートドライブ |
||||
| HS0 | 27 | HSAA |
ゲート制御ロジック |
ハイサイド MOSFET 位相 A |
| HS1 | 26 | HSB | ハイサイドMOSFETフェーズB | |
| HS2 | 25 | 高度成長期 | ハイサイドMOSFETフェーズC | |
|
ブートストラップ |
||||
| ＶＢＡ | 33 | ＶＢＡ |
ゲート制御ロジック |
ブートストラップコンデンサ出力フェーズA |
| VBB | 32 | VBB | ブートストラップコンデンサ出力フェーズB | |
| VC-BK のメリット | 31 | VC-BK のメリット | ブートストラップコンデンサ出力フェーズC | |
|
ローサイドMOSFETゲートドライブ |
||||
| LS0 | 21 | LSSA |
ゲート制御ロジック |
ローサイド MOSFET 位相 A |
| LS1 | 22 | LSb の | ローサイド MOSFET 位相 B | |
| LS2 | 23 | LSC | ローサイドMOSFET 位相C | |
|
デジタルI/O |
||||
| モーターゲートドライブ
_CE |
3 | CE | 通信ポート | MC8026 MOSFET ドライバを有効にします。 |
| モーターゲートドライブ
_ILIMIT_OUT |
15 | ILIMIT_OUT (アクティブロー) | モーターコントロールユニット | |
|
接続なし |
||||
| – | 8 | LV_OUT1 | ||
| – | 4 | LV_OUT2 | ||
| – | 6 | ＨＶ_ＩＮ１ | ||
| – | 5 | ＨＶ_ＩＮ１ | ||
ハードウェアの説明
導入
ドローンプロペラリファレンスデザインボードは、dsPIC33EPファミリーのシングルコアデジタルシグナルコントローラ（DSC）の小ピン数モーター制御デバイスの機能を示すことを目的としています。制御ボードには、重量を軽減するために最小限のコンポーネントが組み込まれています。生産目的のバージョンでは、PCB領域のサイズをさらに縮小できます。ボードは、システム内シリアルプログラミングコネクタを介してプログラムでき、XNUMXつの電流センス抵抗とMOSFETドライバが組み込まれています。他のコントローラとの通信や、必要に応じて基準速度情報を提供するために、CANインターフェイスコネクタが用意されています。コントローラのインバータは、入力電圧を受け取ります。tag10Vから14Vの範囲で動作し、指定された動作電圧で8A（RMS）の連続出力相電流を供給できます。tag範囲。電気仕様の詳細については、付録 B「電気仕様」を参照してください。
ハードウェアセクション
この章では、ドローン プロペラ リファレンス デザイン ボードの次のハードウェア セクションについて説明します。
- dsPIC33EP32MC204および関連回路
- 電源
- 電流検出回路
- MOSFETゲートドライバ回路
- 三相インバータブリッジ
- ICSP ヘッダー/デバッガー インターフェース
- dsPIC33EP32MC204および関連回路
- 電源
コントローラボードには3つの調整可能なボリュームがあり、tagMCP12 MOSFET ドライバによって生成された 5V、3.3V、8026V を出力します。3.3 ボルトは、MCP8026 オンボード降圧レギュレータとフィードバック配置を使用して生成されます。回路図セクションの図 A-1 の赤いボックスを参照してください。バッテリーからの外部電源は、電源コネクタを介してインバータに直接適用されます。15uF のコンデンサは、急激な負荷変化時に安定した動作のために DC フィルタリングを提供します。各電圧の出力電流能力については、デバイス (MCP8026) のデータシートを参照してください。tage出力。 - 電流検出回路
電流は、一般的な「10シャント」アプローチを使用して検出されます。XNUMXつのXNUMXミリオームシャントが、オンチップオプティカルコンパレータの入力に電流入力を提供します。Amps. Op-のAmpは差動ゲインモードで、ゲインは7.5で22を提供します。Amp ピーク位相電流測定機能。 amp位相A（Uハーフブリッジ）と位相B（Wハーフブリッジ）からの定電流信号は、dsPICコントローラファームウェアによって変換されます。tag3.3V / 2のバッファ出力を備えたeリファレンスは、電流検出回路にノイズのないゼロリファレンスを提供します。詳細については、回路図セクションの図A-4を参照してください。 - MOSFETゲートドライバ回路
ゲートドライブは、ボード上に配置され、最低動作電圧でMOSFETを適切にオンにすることを念頭に置いて設計されたブートストラップコンデンサとダイオードを除いて、内部で処理されます。tage. MCP8026の動作電圧の仕様を参照してください。tagデータシートの範囲。
相互接続の詳細については、回路図セクションの図 A-1 を参照してください。 - 三相インバータブリッジ
インバータは、3つの象限すべてで動作可能な6つのNチャネルMOSFETデバイスを備えた標準の4ハーフブリッジです。MOSFETドライバは、スルーレート制限直列抵抗を介してMOSFETのゲートに直接インターフェイスします。適切なターンオンゲート電圧のために、コンデンサとダイオードのネットワークで構成される標準ブートストラップ回路が各ハイサイドMOSFETに提供されています。tage. ブートストラップコンデンサとダイオードは、全動作電圧に対して定格されています。tag範囲と電流。4 相インバータ ブリッジの出力は、モーターの XNUMX 相の U、V、W で利用できます。接続とその他の詳細については、回路図セクションの図 A-XNUMX を参照してください。
ICSP ヘッダー/デバッガー インターフェース
スマートドローンコントローラボードのプログラミング: プログラミングとデバッグは同じ ICSP コネクタ ISP1 を介して行われます。PICKIT 4 を使用して、表 1-1 に示すように 2 対 2 で接続された PKOB コネクタでプログラミングします。MPLAB-X IDE または MPLAB-X IPE のいずれかを使用してプログラミングできます。ボードを 11 ～ 14 ボルトで電源を入れます。適切な XNUMX 進数を選択します。 file IDE/IPE の指示に従ってください。出力ウィンドウに「プログラミング/検証が完了しました」というメッセージが表示されたら、プログラミングは完了です。
- デバッグ手順についてはMPLAB PICKIT 4のデータシートを参照してください。
ハードウェア接続
このセクションでは、ドローン コントローラの動作をデモンストレーションする方法について説明します。リファレンス デザインには、いくつかの追加のオフボード アクセサリ モジュールとモーターが必要です。
- PWMコントローラへの5V電源
- PWMコントローラは速度基準を供給するために使用され、ポテンショメータは可変ボリュームを供給するために使用される。tage 速度リファレンス
- 付録Bに記載されているパラメータを持つBLDCモーター
- 11～14V、1500mAH容量のバッテリー電源
互換性のあるメーカーやモデルであれば、ここに示したものと交換して正常に動作させることができます。以下に示すのは、ampこのデモンストレーションに使用された上記のアクセサリとモーターのリスト。
PWMコントローラ:
BLDCモーター: DJI 2312
バッテリー：
操作手順: 以下の手順に従ってください。
注記： この時点ではプロペラを取り付けないでください
ステップ1: 主電源の接続
スマート コントローラーに電力を供給するには、バッテリーの「+」と「-」を VDC 端子と GND 端子に接続します。DC 電源も使用できます。
ステップ 2: スマート ドローン コントローラーへの速度基準信号。
コントローラは、最大 5V ピークで PWM コントローラから速度入力リファレンスを取得します。PWM コントローラの出力は、図に示すように 5V 許容入力ピンに接続する、グランド基準の 5V 信号出力を提供します。また、グランド接続の位置も示されています。
ステップ 3: PWM コントローラへの電源供給。
スイッチング通常入力をバッテリー端子に接続し、出力 (5V) を PWM コントローラー電源に接続します。
ステップ4: PWMコントローラの構成:
PWM コントローラからの信号パルス幅は、不必要なオンや過速度を防ぐために、ファームウェアで有効な信号として検証されます。コントローラには 3 つのプッシュ ボタン スイッチがあります。「選択」スイッチを使用して、手動操作モードを選択します。「パルス幅」ボタンを使用して、3 つの速度制御レベルを選択します。スイッチを押すたびに、PWM デューティ サイクル出力の XNUMX つの範囲が切り替わります。
- 範囲1: 4-11%
- 範囲2: 10-27.5%
- 範囲3: 20-55%
ディスプレイの表示は 800 から 2200 まで変化し、範囲内でデューティ サイクルが直線的に変化します。PWM コントローラのポテンショメータを回すと、PWM 出力が増減します。
ステップ5: モーター端子の接続:
モーターの端子を PHASE A、B、C に接続します。この順序によってモーターの回転方向が決まります。プロペラが緩まないように、ドローンの望ましい回転はモーターから見て時計回りです。したがって、ブレードを取り付ける前に回転方向を確認することが重要です。最小パルス幅の位置 (800) から始めて PWM コントローラーのポテンショメーターを微調整して、PWM リファレンス信号を供給します。モーターは 7.87% のデューティ サイクル (50Hz) 以上で回転を開始します。モーターが回転すると、7 セグメント ディスプレイに 1573 (7.87% のデューティ サイクル) から 1931 (10.8% のデューティ サイクル) が表示されます。回転方向が反時計回りであることを確認します。そうでない場合は、モーター端子への任意の XNUMX つの接続を入れ替えます。ポテンショメーターを最低速度設定に戻します。
ステップ6: プロペラの取り付け:
バッテリー電源を外します。プロペラ ブレードを時計回りにモーター シャフトにねじ込み、取り付けます。操作中は、腕を伸ばした状態でスティック/モーターをしっかりと持ち、障害物や人から安全な距離を保ちます。電源を接続します。プロペラが回転すると、手に力が加わるため、身体の損傷を防ぐためにしっかりと握る必要があります。ポテンショメータを微調整して速度を変更します (ディスプレイには 1573 から 1931 が表示されます)。これでデモは完了です。
下の写真は、デモンストレーションの全体的な配線設定を示しています。
回路図
ボード回路図
このセクションでは、dsPIC33EP32MC204 ドローン プロペラ リファレンス デザインの回路図を示します。リファレンス デザインでは、4 層 FR1.6、XNUMX mm、Plated-Through-Hole (PTH) 構造が使用されています。
表 A-1 はリファレンス デザインの回路図をまとめたものです。
| 表A-1: 概略図 | ||
| フィギュアインデックス | 回路図 シートNo. | ハードウェアセクション |
|
図A-1 |
1/4 ... |
dsPIC33EP32MC204-dsPIC DSC(U1) 相互接続 MCP8026-MOSFET ドライバ相互接続
3.3Vアナログおよびデジタルフィルタとフィードバックネットワーク dsPIC DSC内部動作 ampのリファイア ampバス電流ブートストラップ ネットワークを稼働します。 |
|
図A-2 |
2/4 ... |
インシステムシリアルプログラミングヘッダー ISP1 CAN通信インターフェースヘッダー P5 外部PWM速度制御インターフェースヘッダー P2
シリアルデバッガインターフェース P3 |
|
図A-3 |
3/4 ... |
DCバスボリュームtageスケーリング抵抗分割器逆起電力voltageスケーリングネットワーク
オプ-Amp 相電流検出用のゲインおよび基準回路 |
| 図A-4 | 4/4 ... | モーター制御インバーター - 三相MOSFETブリッジ |
図A-1：
図A-2
図A-4
電気仕様
導入
このセクションでは、dsPIC33EP32MC204 ドローン モーター コントローラ リファレンス デザインの電気仕様について説明します (表 B-1 を参照)。
電気仕様1:
| パラメータ | オペレーティング 範囲 |
| 入力DCVoltage | 10-14V |
| 絶対最大入力DC電圧tage | 20V |
| コネクタVDCおよびGNDを介した最大入力電流 | 10A |
| 25°C での相あたりの連続出力電流 | 44A（ピーク） |
| モーター仕様: DJI 2312 | |
| モーター相抵抗 | 42～47ミリオーム |
| モーター相インダクタンス | 7.5マイクロヘンリー |
| モーター極ペア | 4 |
注記：
- 周囲温度+25°Cで動作し、許容入力DC電圧範囲内で動作している場合tagこの範囲では、ボードは最大 5A (RMS) の相あたり連続電流に対して熱制限内に留まります。
部品表（BOM）
部品表
| アイテム | コメント | 指示装置 | 量 |
| 1 | 10uF 25V 10% 1206 | C1 | 1 |
| 2 | 10uF 25V 10% 0805 | C2、C17、C18 | 3 |
| 3 | 1uF 25V 10% 0402 | C3、C5 | 2 |
| 4 | 22uF 25V 20% 0805 | C4 | 1 |
| 5 | 100nF 25V 0402 | C6 | 1 |
| 6 | 2.2uF 10V 0402 | C24、C26 | 2 |
| 7 | 1uF 25V 10% 0603 | C7、C8、C9、C10、C12、C13 | 6 |
| 8 | 100nF 50V 10% 0603 | C11、C14、C15、C20 | 4 |
| 9 | 1.8nF 50V 10% 0402 | C16 | 1 |
| 10 | 0.01uF 50V 10% 0603 | C19、C23、C27、C25 | 3 |
| 11 | 100pF 50V 5% 0603 | C21、C22 | 2 |
| 12 | 680uF 25V 10% RB2/4 | C28 | 1 |
| 13 | 5.6nF 50V 10% 0603 | C29、C30 | 2 |
| 14 | 1N5819 SOD323 | D1、D2、D3、D7 | 4 |
| 15 | 1N5819 SOD323 | D4、D5、D6 | 3 |
| 16 | 4.7uF 25V 10% 0805 | E1 | 1 |
| 17 | TPHR8504PL SOP8 | NMOS1、NMOS2、NMOS3、NMOS4、NMOS5、NMOS6 | 6 |
| 18 | 15uH 1A SMD4*4 | P4 | 1 |
| 19 | 200R 1% 0603 | R1、R2 | 2 |
| 20 | 0R 1% 0603 | R5、R27 | 2 |
| 21 | 47K 1% 0603 | R4、R6、R14、R24 | 4 |
| 22 | 47R 1% 0402 | R7、R8、R9、R18、R19、R20 | 6 |
| 23 | 2K 1% 0603 | R10、R37、R38、R39、R40、R42、R45、R46、R48、R49、R54、R57 | 12 |
| 24 | 300K 1% 0402 | R11、R12、R13 | 3 |
| 25 | 24.9R 1% 0603 | R15、R16、R17 | 3 |
| 26 | 100K 1% 0402 | R21、R22、R23 | 3 |
| 27 | 0.01R 1% 2010 | R25、R26 | 1 |
| 28 | 0R 1% 0805 | R28 | 1 |
| 29 | ビーズ 1R 0603 | R29 | 1 |
| 30 | 18K 1% 0603 | R30 | 1 |
| 31 | 4.99R 1% 0603 | R31 | 1 |
| 32 | 11K 1% 0603 | R32 | 1 |
| 33 | 30K 1% 0603 | R33、R34、R47、R50 | 4 |
| 34 | 300R 1% 0603 | R35、R44、R55 | 3 |
| 35 | 20k 1% 0603 | R36 | 1 |
| 36 | 12K 1% 0603 | R41、R53、R56 | 3 |
| 37 | 10K 1% 0603 | R43、R52 | 2 |
| 38 | 1k 1% 0603 | R51 | 1 |
| 39 | 330R 1% 0603 | R58、R59 | 2 |
| 40 | DSPIC33EP64MC504-I/PT TQFP44 | U1 | 1 |
| 41 | MCP8026-48L TQFP48 | U2 | 1 |
| 42 | 2 ピン-68016-106HLF | P1、P2、P3 | 3 |
| 43 | 5 ピン-68016-106HLF | ISP1 | 1 |
| 44 | 6 ピン-68016-106HLF | P5 | 1 |
テスト結果
ドローン プロペラ リファレンス デザインの特性を明らかにするためにテストを実施しました。12 ページのセットアップに示されている 1V、1 極ペア 1 相 PMSM ドローン モーターが、ブレードを取り付けた状態でテストに使用されました。表 D-XNUMX にテスト結果をまとめます。図 D-XNUMX に、速度と入力電力の関係を示します。
表D-1
図D-1
ドキュメント / リソース
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MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 ドローンプロペラリファレンスデザイン [pdf] ユーザーガイド dsPIC33EP32MC204、dsPIC33EP32MC204 ドローンプロペラリファレンスデザイン、ドローンプロペラリファレンスデザイン、プロペラリファレンスデザイン、リファレンスデザイン、デザイン |
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MICROCHIP dsPIC33EP32MC204 ドローンプロペラリファレンスデザイン [pdf] 説明書 DS70005545A、DS70005545、70005545A、70005545、dsPIC33EP32MC204 ドローンプロペラリファレンスデザイン、dsPIC33EP32MC204、ドローンプロペラリファレンスデザイン、プロペラリファレンスデザイン、リファレンスデザイン、デザイン |
