كوادكوپتر

آشنايي با اسپیدکنترل – شناخت اجزاي آن و نحوه اتصال{جلسه نوزدهم}

اسپيدكنترل

در این جلسه قصد داریم راجع به اسپیدکنترل و نحول اتصال اون در کوادكوپتر توضیحات کاملی رو ارایه بدیم.

اول اینکه محل قرارگیری یک اسپیدکنترل در یک کوادروتور رو در شکل زیرمی بینید.

Electronic Speed Control

به معنای کنترل سرعت به صورت الکترونیکی است که ما معمولا میگیم اسپید کنترل و یا مخفف اون یعنی ESC را استفاده می کنیم.

به بیان ساده اسپید کنترل همان درایورهای موتور براشلس هستند همانطور که برای راه اندازی موتورهای DC از درایورهای مخصوص خودشون استفاده میشه برای راه اندازی موتورهای براشلس هم از درایورهای مخصوص خودشون که همون اسپیدکنترلرها باشند استفاده میشود.

تمامی موتورها هنگام کارکردن جریان زیادی می خواهند که برداصلی قادر به تامین آنها نیست و برای تامین این جریان از درایور استفاده میشود.

اسپیدکنترلرها بر دو نوع اند:

1- اسپیدکنترلرهای ساده

2-اسپیدکنترلرهای برنامه پذیر

در اسپیدکنترلر های ساده همه چی ثابته و نیازی به برنامه ریزی نداره و کارکردن باهاش خیلی راحته. ولی در اسپیدکنترلرهای برنامه پذیر همه چی متغیره و پارامترهایی مثل ولتاژ، جهت چرخش، شتاب و… قابل تنظیمه و شما با استفاده از یک پروگرامر مقادیر دلخواهتون رو بر روی اون پروگرام می کنید.

در این جلسه ما فقط روی اسپید کنترلرهای ساده بحث میکنیم.

در شکل زیر یک اسپیدکنترلر ساخت شرکت EMAX را ملاحظه می کنید:

طبقه بندي اسپيدكنترل

طبقه بندی اسپیدکنترلرها بر اساس حداکثرجریانی است که می توانند تحمل کنند مثلا20 آمپر یا 25 آمپر. قطعا هرچه این آمپر بالاتر بره اسپیدکنترلر بزرگتر و سنگین تری خواهید داشت. در شکل بالا می بینید که روی آن نوشته شده 20A یعنی اینکه حداکثر جریانی که می تواند تحمل کند 20 آمپر است.

نکته: هنگام انتخاب اسپیدکنترل حتما باید حداکثر جریان قابل تحمل آن 3 تا 5 آمپر بیشتر از حداکثر جریان موتور باشد.

BEC دراسپيدكنترل

نکته طلایی: بر روی هر اسپیدکنترل یک BEC نوشته می شود این عبارت مخفف Battery Eliminator Circuit است. حالا BEC چیه؟؟ ترجمه عبارت انگلیسیش که میشه “مدار حذف باتری” که مفهومش اینه که اگر این مدار نبود شما مجبور بودید به جای استفاده از یک باتری از چندتا باتری استفاده کنید. فرض کنید یک باتری داریم که ولتاژ 12ولت و 20 آمپر رو میتونه تامین کنه و بده به موتورهای براشلس تابچرخن. به نظرتون ما میتونیم از این ولتاژ و آمپر برای فلایت کنترلرمون و یا خود اسپیدکنترل استفاده کنیم؟ قطعا جواب منفیه چون جریانی که میکرو و قطعات اطرافش نیاز دارن خیلی کمتره. پس میایم و با استفاده از یک رگولاتور مداری طراحی میکنیم که ولتاژ مثلا5ولت و 2 آمپر رو برامون تامین کنه و بده به فلایت کنترل و اسپیدکنترل. البته بجای اینکار میتونستید از چندتا باتری استفاده کنید مثلا از یک باتری 5ولت و 2آمپر برای برد اصلی و از یک باتری دیگر برای اسپید و از یک باتری دیگر برای…که مسلما نه جای کافی وجود داشت و وزن ربات هم زیاد میشد. بخاطر همین از  رگولاتورهای مختلف استفاده میکنن که این همه دردسر نکشیم.

دقت کنید درصورتی که فلایت کنترل و اسپید کنترل رو خودتون طراحی میکنید حتما BEC مربوط به اسپیدکنترلتون با ولتاژ و جریان فلایت کنترلتون همخوانی داشته باشه.

پایه های مربوط به این اسپید کنترل هر کدام به جای خاصی وصل میشود که در شکل زیر نشان داده شده است. در شکل زیر برخلاف شکل بالایی تمامی محل های اتصال لحیم شده اند.

اون سه تا پایه ای که در شکل نوشتیم به سمت موتور براشلس رو به هرطریقی خواستید میتونید وصل کنید و در صورتی که جای دوتا از آنها را عوض کنید موتور برعکس می چرخد. پس برای عوض کردن جهت چرخش موتور کافیه جای دوتا از این سیم ها رو عوض کنید. اون دوتا پایه ای که در شکل نوشتیم به باتری وصل میشه رو به برد توزیع ولتاژ وصل کنید و با توجه به اینکه چهار عدد اسپید کنترل دارید برد تقسیم ولتاژ شما هم باید دارای چهار محل تغذیه برای اسپیدکنترل باشد مسلما اگر یک هگزاروتور داشتید باید از یک برد تقسیم ولتاژ که داری شش مکان توزیع ولتاژ بود استفاده می کردید.

برد تقسيم ولتاژ

در زیر یک برد تقسیم ولتاژ که دارای 8 خروجی است و حتی برای هگزاروتور هم مناسب است را مشاهده می کنید.

دقت کنید که بردهای توزیع ولتاژ رو طوری لحیم کنیدکه با کانکتورهای باتری و اسپیدکنترلتون هم خوانی داشته باشه مثلا اگه گلدکانکتور استفاده می کنید روی برد هم گلدکانکتور لحیم کنید و اگر Tکانکتور استفاده میکنید روی برد هم T کانکتور استفاده کنید.

لحيم كاري برد تقسيم ولتاژ

در بعضی از بردهای تقسیم ولتاژ پیشرفته تر خروجی های ولتاژ متفاوتی برای استفاده های همچون FPV یا LED و…بر روی برد قرار داده می شود که البته قبلا با نام BEC این خروجی ها را میشناسیم. شکل زیر به طور واضح گویای این مطلب است.

برد تقسيم ولتاژ

در صورتی که نخواهیم از کانکتورهای اتصال استفاده کنیم اسپید کنترلر ها را یه طور مستقیم روی برد لحیم می کنیم که البته اینکار توصیه نمی شود چون ممکن است یکی از اسپیدها بسوزد و باید دوباره لحیم ها را باز کنیم و…که مشکلات خاص خودش را دارد. برای چنین بردهای تقسیم ولتاژی که مکان مناسبی جهت لحیم کاری کانکتور روی برد ندارند پیشنهاد میشود از چند سیم که به انتهای آنها کانکتور متصل است را روی برد لحیم کنید و سپس اسپیدها را به کانکتورها متصل کنید.

اسپيدكنترل و برد تقسيم ولتاژ

اسپيدكنترل چهارتايي

دقت کنید بعضی از اسپیدکنترلر ها ترکیبی از 4 تا اسپیدکنترل هستند و همه رو یکجا جمع کردند که مزایا و معایب خاص خودش رو داره. توصیه می کنیم اگر می خواهید از این نوع بخرید حتما جنس خوب بخرید که اگر یکی از اسپیدها سوخت دیگه نمیشه ازش استفاده کرد و سه تایی که نسوخته هم بلا استفاده میمونه. در شکل زیر اینگونه اسپیدکنترل ها را مشاهده می کنید.

چهار اسپيدكنترل با هم

دقت کنید روی هر اسپیدکنترلری باتری مناسب با آن ذکر می شود مثلا در شکل بالا نوشته شده است که باتری 2 یا 4 سلولی Li-Po مناسب آن است.

شکل زیر هم استفاده از این اسپیدکنترل بعد از نصب را نشان می دهد.

استفاده از اسپيدكنترل 4تاييدر اسپيد كنترلرهاي آمپر بالا از يك فن به همراه هيت سينك استفاده مي شود تا دفع حرارتي سريع تر صورت گيرد.

خنك كردن اسپيدكنترل

ممکنه اسپیدکنترل شما داری BEC نباشه در اینصورت شما می توانید از UBEC استفاده کنید مخفف Universal Battery Eliminator Circuit  می باشد. حتی اگر اسپید کنترلتون BEC داشت باز هم می تونید از UBEC استفاده کنید فقط کافیه سیم قرمز مربوط به BEC رو قطع کنید. دقت کنید که UBECمزایای زیادی داره که برای طولانی نشدن در اینجا ذکر نمی کنیم. در صورتی که دوستان نیاز داشتن بیان کنن تا کاربردها و تفاوت های BEC , UBEC , LBEC و مزایا و معایب هر کدوم رو به طور کامل شرح بدیم.

برای خرید اسپیدکنترل می توانید از لینک های زیر استفاده کنید:

1-فروشگاه رها

2-آفتاب رايانه

3-فروشگاه ربوايكيو

برای دریافت آخرین مطالب سایت  و همچنین مطالب منحصر به فرد دیگر که در سایت منتشر نمی شوند میتوانید در کانال تلگرام ما عضو شوید و یا در اینستاگرام ما را فالوو کنید:

 

15 نظر

  • علیرضا 1126

    سلم وقت بخیر/مهندس جان بابت پستت بسیار ممنوم/ایشالله روز به روز محتوایات سایتتون بیشتر بشه/موفق باشید

  • محمد رضا اردستانی

    خیلی ممنون متشکر

  • قاسم قاسمی

    با سلام
    معمولا روند کار به این صورت است که از سیم BEC اسپیدکنترل که در شکل زیر براتون مشخص کردم برای تغذیه فلایت کنترل استفاده می شود ولی در صورتی که اسپیدکنترلتون این سیم BEC رو نداشت مجبور هستید برای تغذیه فلایت کنترل از BEC های موجود بر روی بردهای تقسیم ولتاژ استفاده کنید. دقت کنید که بردهای تقسیم ولتاژ معمولی BEC ندارند و فقط چند سوراخ روی آنها وجود دارد که کار تقسیم ولتاژ بین اسپیدکنترل ها را به عهده دارند. به صورت خلاصه تغذیه بقیه قطعات هم براتون می نویسم.
    1- اسپیدکنترل تغذیه مورد نیازش از برد تقسیم ولتاژ می آید که مستقیما از باتری می میگیرم.
    2- فلایت کنترل تغذیه مورد نیازش از اسپیدکنترل تامین می شود.
    3- گیرنده رادیوکنترل تغذیه مورد نیازش از فلایت کنترل تامین میشود یعنی بعد از اینکه ما تغذیه فلایت کنترل را از اسپیدکنترل گرفتیم آنوقت تغذیه گیرنده هم خودبخود از فلایت کنترل می گیریم.
    موفق باشید

  • محمد رضا اردستانی

    خسته نباشید
    آیا فلایت کنترل برقش رو از همین برد تقسیم ولتاژ تامین میکنه یا مستقیم به باتری وصل میشه؟
    این برد تقسیم ولتاژ دقیقا برق چه مازول هایی رو تامین میکنه؟ بقیه رو باید مستقیما به باتری وصل کنیم؟

  • معین دعاخوان

    با سلام
    من یه چیز رو خوب متوجه نشدم که وظیفه اسپید کنترلر دقیقا چیه؟؟
    در واقع نمدونم ورودی اسیپد کنترلر که از فلایت کنترل وارد میشه چی هست و خروجی اسپیدکنترلر که به موتور میفرسته چی هست؟؟
    اگه ممکنه یه توضیحی بدین..

    • قاسم قاسمی

      با سلام خدمت شما دوست گرامي
      به بيان ساده اسپيدكنترل تعيين ميكند كه موتور شما به چه ميزان بچرخد. يعني اينكه شما اگر اهرم تراتل راديوكنترل را بالاببريد و بيشتر گاز بديد فلايت كنترل متوجه مي شود كه شما گاز داده ايد و به اسپيد كنترل دستور ميدهد كه دور موتور را بالاتر ببرد و موتور تندتر بچرخد. البته اين دستوري كه از فلايت كنترل مي رسد به صورت PWM‌است كه اين سيگنال به اسپيدكنترل وارد مي شود و اسپيدكنترل متناسب با مقدار PWM‌وارد شده دور موتور را تعيين مي كند. بگذاريد يك مثالي بزنم. فرض كنيد با ماشين خودتان به محل كار ميرويد و با سرعت مجاز در حال حركت هستيد كه ناگهان از اداره تماس گرفته مي شود كه سريع تر بياييد كه ارباب رجوع داريم. شما هم به واسطه اين سيگنالي كه از اداره مركزي رسيد پايتان را برروي گاز قرار مي دهيد و ماشين هم با فشرده شدن پدال گاز سوخت بيشتري را به موتورها مي رساند و با اينكار سرعت ماشين افزايش مي يابد. در اين مثال بنزين مشابه جريان مي باشد كه از باتري به سمت موتورها مي رود و باعث مي شود دور موتورها بيشتر شود. سيگنال PWM‌هم مشابه سيگنال ارسالي از اداره مركزي شما مي باشد. شما هم حكم اسپيدكنترل را داريد كه پدال گاز را فشار داديد. به شكل زير دقت كنيد اگر باز سوالي بود بنده در خدمتم.
      موفق باشيد.

  • amir

    باسلام
    از چه زمانی آموزش طراحی ربات پنده می گذارید. خیلی منتظر موندم تا آموزش های دیگه تموم بشوند.
    می خواهم کواد طراحی کنم و وبسایت شما برای یادگیری عالی بود. چند تا سوال داشتم
    از فلایت های متن باز نرم افزار کدام بهتر است. البته از صفر سخت افزار با تمام امکانات را طراحی کردم وفقط کد نویسی ونرم افزار نداره
    در اسپید های تجاری از چه نوع سوئیچ کننده و از چه میکرویی استفاده می شود؟ماسفت یا یک نوع دیگر
    محاسبات کواد را از کجا پیدا کنم.مثل وزن باطری و طول ملخ و موتور فریم یا روش های کد نویسی.
    آیا مجله یا وبسایت فوق العاده ای هست تا محاسبات را گیر بیاورم
    با تشکر

    • قاسم قاسمی

      سلام دوست عزیز
      1- در مورد آموزش ها ما مرحله به مرحله جلو رفتیم و بقیه جلسات هم کم کم لود می کنیم ولی با توجه به اینکه ما نظرات تمامی دوستان را مدنظر قرار می دهیم جلسات جدیدی اضافه می شود.
      2- از فلایت های متن باز multiwii و APM پیشنهاد می کنم. البته محیط نرم افزاری APM بسیار راحت تر از مولتی است و کارکردن با آن آسانتر است.
      3- در اسپیدکنترل ها میکروی مورد استفاده در آنها در دستورالعمل هرکدام ذکر شده است که با مراجعه به دستورالعمل نوع آن را می توانید مشاهده کنید. بیشتر اسپیدها از میکروهای ATMEL استفاده می کنند.
      4- در مورد محاسبات کواد هم در هر مرحله سعی کردیم که با جزییات بیان کنیم چنانچه سوالی باقی مانده است بپرسید تا پاسخ داده شود.
      5- وب سایت های دوستان ما هم که در زمینه کوادروتور کار می کنند در زیر معرفی می کنیم که می توانید به آنها مراجعه کنید.
      http://www.multimetr.ir
      http://www.dmf313.ir
      http://www.wle.ir
      http://www.robotical.ir

  • وحید محمدی

    با عرض سلام و خسته نباشید
    میشه لطف کنید و بفرمایید تفاوت اسپید کنترل (esc) که در کواد کوپترها استفاده میشود با درایو کنترل a4988 یا drv8825 که در دستگاه cnc مورد استفاده قرار میگیرد در چیست؟
    آیا می‌توان به جای esc از آی سی های a4988 یا drv8825 که به همراه شیلد cnc به آردوینو متصل می شوند استفاده نمود؟
    با تشکر
    موفق باشید.

    • قاسم قاسمی

      با سلام
      drv8825 مخصوص استپرموتورها طراحی شده است و خروجی هاش کاملا متفاوت با موتورهای براشلس می باشد.
      موفق باشید

  • چلندريء

    سلام و عرض ادب و خسته نباشيد
    مطالب واقعا مفيد و اموزنده بود و قابل فهم است
    لطفا اموزش پروگرام كردن اسپيد كنترل ها را قرار دهيد چون خيليا از كساني كه تازه كار هستن نحوهي پروگرام كردن اسپيد كنترل ها عاجز هستن
    با تشكر

  • کرمی

    سلام، تشکر بابت مطالبتون. بسیار جالب بود. میتونید درباره اسپیدکنترلهای قابل برنامه ریزی هم صحبت کنید؟

  • نوشتن نظر

    نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    Optionally add an image (JPEG only)