一款基于AM32固件集成了四个电调器(ESC,Electronic Speed Controller)功能的32位无刷四合一电调器的控制部分半孔板(需要配合功率底板使用,无法单独工作)
四合一无刷电调器常用于遥控飞行器,如四轴飞行器、六轴飞行器、八轴飞行器等,为这些飞行器提供了方便的电机控制解决方案。
一、产品简介
- 一款基于AM32固件的32位无刷四合一电调器的控制部分半孔板(需要配合功率底板使用,无法单独工作,功率底板详情见我个人主页“32位四合一电调(二)功率底板”)
二、应用场景
- 可以用于控制无刷电机的电子设备,广泛应用于遥控模型、多轴飞行器(如四轴飞行器、六轴飞行器)等领域。
三、产品概述
- 32 位处理器:基于32 位处理器,提供更高的处理性能和精确度,有助于实现更高级别的飞行控制。
- 四合一设计:集成了四个独立的电调器,方便用户在小型多轴飞行器中安装和调试。减少了电线连接和板载空间。
- 支持多种电机协议:伺服PWM,Dshot300,Dshot600。
- 板载电流计设计:可通过飞控地面站查看实时电流。(功率底板板载)
- 调速范围广泛:具有广泛的调速范围,允许用户根据不同应用需求进行调整。
- 配置工具:提供了可视化的配置工具 Esc_Config_Tool ,使用户可以轻松地调整参数和配置电调器以适应不同的飞行需求。
- 固件升级:通过 Esc_Config_Tool 来对固件进行升级,以便用户可以随着时间的推移享受新功能和性能的改进。
- 轻量化设计:采用紧凑设计,在性能不变的情况下尽可能地缩小PCB的体积,以满足飞行器对重量和空间的要求。
- 开源固件:AM32 固件是开源的,用户可以根据需要自行修改和定制。
- 适用范围广:适用于四轴飞行器、六轴飞行器、八轴飞行器等多轴飞行器以及攀爬车、船等。
四、产品参数
- 尺寸:29.6mm*22.6mm*4mm( 控制部分半孔核心板) 40.559mm*47.201mm*5mm( MOS管大功率部分底板 ) 40.559mm*47.201mm*7mm(ESC)
- 工作电压范围:10~40V,推荐采用3~6s航模电池供电,极限8s(不推荐)。
- 主控:AT32F421K8U7:雅特力科技ARM® Cortex®-M4微控制器,高达120MHz的CPU运算速度与内建数字信号处理器(DSP),最高可支持64KB闪存存储器(Flash)及16KB随机存取存储器(SRAM)。
- 栅极驱动器: FD6288Q:集成了三个独立的半桥栅极驱动集成电路芯片,专为高压、高速驱动 MOSFET 和 IGBT 设计,可在高达+250V 电压下工作。
- 电流计:INA199:双向、零漂移、低侧或高侧、 电压输出、电流分流监测器。
- Buck:采用 SY8303 高效同步整流,能够提供 3A 电流的降压型 DC-DC 转换器,将供电电压降为8V,给栅极驱动器供电。
- Ldo:采用CJA1117B-3.3低压差线性稳压器,给32 位主控供电。
- PCB设计:采用 控制部分半孔核心板 和 MOS管大功率部分底板 分离的设计,其中核心板采用4层板设计,底板采用6层板设计。
- 固件:AM32
- 固件说明:(目前2023/11/23采用最新1.99版AM32固件)产品的固件采用github上开源的AM32-MultiRotor-ESC-firmware。
- AM32固件地址:详见附件“AM32烧录相关”
- AM32具有以下特点:
- 可通过 betaflight 直通、单线串行或 arduino 进行固件升级(推荐powerwriter)
- 伺服PWM,Dshot(300,600)电机协议支持
- 双向 Dshot
- KISS 标准 ESC 遥测
- 可变PWM频率
- 正弦启动模式,旨在使较大的电机加速
五、使用说明
①首次焊接好电调的控制部分半孔核心板,之后需要进行bootloader的烧录(该烧录步骤需要进行4次),烧录工具以及烧录文档会放到附件中,需要自行准备powerwriter烧录器(下图所示)。
②掏出powerwriter烧录器连接到电调控制部分半孔核心板的烧录点,烧写器VREF(3.3v)接V,gnd接G,swclk接C,swdio接D
③打开 Power Writer 连接目标芯片(Power Writer 详见附件“AM32烧录相关”)
④连接上目标芯片AT32F421x8,点击“Program Memory”
⑤加载需要的bootloader.hex 文件(AM32_F421_PB4_BOOTLOADER_V4.hex),然后点击“写入”。(hex文件详见附件“V1.99固件和bootloader”)
以上的步骤重复4次给四个AT32主控都刷写bootloader
⑥将控制部分半孔核心板的S1、S2、S3、S4端口分别与飞控的电机接口相连,切记注意顺序,即S1~S4依次连接飞控的电机1~4。
⑦打开 Esc_Config_Tool 对其烧录AM32固件,注意⑩步骤,需要自己选择M1 M2 M3 M4,也需要重复4次烧录AM32固件。
( Esc_Config_Tool 详见附件“AM32烧录相关”,固件详见附件“V1.99固件和bootloader”)
⑧至此已经为电调的控制部分半孔核心板烧录好了AM32固件,之后就是将控制板与功率底板焊在一起。之后的更新固件只需要重复⑥⑦两步。
(当然您也可以先把①~⑤完成,然后再将控制部分半孔核心板(下图中蓝色部分)与功率底板焊接在一起,然后进行⑥⑦两步)
⑨将控制板和功率板焊接在一起后:
一定要先检查是否短路,简单的方法就是用万用表的蜂鸣器档位来查看。
然后将万用表打到欧姆档200K,然后测量每组电机接线处的任意两个焊盘,并测量任意两个焊盘间的阻值(12 13 23 共三组),一般正常来说阻值是21.3K~21.9K。
六、备注
制作需要注意的几个地方:
- 本模块需要配合功率底板使用,无法单独使用,功率底板详情见我个人主页“32位四合一电调(二)功率底板”。控制板与功率板由四周的邮票孔进行连接,注意摆放方向。
- 复刻此项目难度较大,最小处采用0201封装,焊接有一定难度,需要非常好的耐心(可能需要多次调试,甚至炸机),以及较好的学习能力,能够通过不同的方式解决遇到的困难,包括但不限于焊接,刷写固件,合理使用固件。所以仅推荐玩过无人机并且熟练焊接贴片元器件且对PCB及元器件有一定了解的模友进行复刻,请充分考虑动手和解决问题能力之后再选择是否复刻。
- 供电电压的选择:该电调理论最高40V输入,为预留余量,推荐采用3~6s航模电池供电,极限8s(不推荐)。
- 元器件的选型:需要根据输入电压进行滤波电容的选择(建议电容在立创商城购买,TB虚标现象泛滥)。
- 焊接时请使用硅胶线(28~30AWG)连接飞控,防止焊盘受力脱落。
- 注意线序!注意线序!注意线序!
- 可以在电调供电焊盘处并联固态电容,推荐值:35V1000uF或35V470uF。用来降低电调对飞控供电的干扰。
- 整个项目的元器件成本大概在100元左右,包括功率底板的元器件(MOS管采用拆机翻新品质,价格随时浮动,仅供参考)。但是注意,电调成本往往仅占整架无人机的成本的很小一部分。
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本设计按原样提供,不提供任何形式的工作保障/售后保修,不对任何因产品设计、操作不当以及违反当地法律法规所造成的制作人、第三方人身财产资源损坏/损害的后果及连带责任负责。
七、测试视频
视频展示了四合一电调与飞控板连接后接入到BF地面站时操纵油门滑杆驱动单路无刷电机(电机参数:2505.5 1550KV)。
视频展示了四合一电调与飞控板连接后接入到BF地面站时操纵油门滑杆驱动四路无刷电机(电机参数:2505.5 1550KV)。
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