Autonoma, trådlöst kontrollerade svävare (6 / 9 steg)
Steg 6: elektronik
Projektet Big Bird krävs två kretsar, alla med specialiserade funktioner:
Inbyggda PIC krets:
Skicka och ta emot data från värd PIC via trådlös
styr lift fläkt och framdrivning fans via PWM utsignaler
läser sensorer (konvertera analog till digital)
Värd PIC krets:
Skicka och ta emot data från datorn via USB
Skicka och ta emot data med värd PIC via trådlös
Bilder av både visas nedan.
Kretsscheman visas också under
Power
Ombord:
Tar i + 6V från Novak elektroniska Speed Control (ESC) uteffekt
Går helt på + 3.3V, producerad av en spänningsregulator
Värd:
Körs på + 5V från värddatorn
XBee modul använder + 3.3V, producerad av en spänningsregulator
Mikrokontroller (bilder)
Vi väljer att utnyttja mikrokontrollers från mikrochip Technology’ s PIC18F familj på grund av tillgänglighet och våra tidigare erfarenheter. Datablad för denna klass av mikrokontroller kan hittas här.
Elektroniskt, kräver dessa bilder mellan 2,5-5,5 V, väl inom spänna av både kretsar.
Trådlös modul
För att uppnå trådlös dataöverföring mellan värddatorn och ombord lift och framdrivning fans, valde vi att använda XBee Pro OEM RF modulen, som visas nedan
XBee ger en låg kostnad, låg power lösning för trådlös kommunikation. Det erbjuder en rad 300 ft över en standard 802.11 frekvens. Enheten är klar att använda direkt ur lådan med minimalt stöd kretsar. Ett stift diagram visas nedan
Stift 1 och 10 måste vara ansluten till + 3.3V och GND, respektive. Stift 2, den XBeeà ¢ â™ s data output nod, ansluter till pin 18 för varje PIC. På samma sätt stift 3, XBee data ingång, krokar i till PIC pin 17. Dessa fyra anslutningar är allt som är nödvändigt för att skicka och ta emot byte data trådlöst mellan bilder.
För mer information om XBee OED RF modulen, kolla tillverkarens datablad.
Lift Fan elektronik
Stora Birdà ¢ ⠬⠢ s lift fan är ett Novak GTB/SS 10,5 Pro borstlösa System som inkluderar motorn, varvtalsregleringen och andra nödvändiga komponenter.
Detta system kräver 4,8-7,2 V att köra, vilken motor prestanda ökar som ingångsspänning närmar sig 7,2 V.
Den lift fan Systema ¢ ⠬⠢ s elektronisk varvtalsreglering (ESC) ger en + 6V uteffekt tillsammans med vita signalkabeln som ger PWM kontroll av lift fläkten. Detta + 6V var ned-reglerade till + 3.3V och används för att driva ombord kretsen.
Vi valde att driva stora Birdà ¢ ⠬⠢ s fan liftsystem med en 7,2 v 2-cells Team Orion Carbon Edition litium Polymer batteri.
Valet av litium Polymer batteri typ låter betydligt längre körning och lägre vikt än andra alternativ, som NiMH (Nickel Metal Hydride). Drivatätheten av dessa batterier, samt deras tillgänglighet är därför vi gick med dessa batterier.
För mer information om Novak GTB Motor kontrollsystemet, kolla in denna länk.
Team Orion batteri specifikationerna kan hittas här.
Propeller elektronik
För att ge dragkraft framåt och bakåt till Big Bird, valde vi att använda 2 Electri-Fly ringformigt 22M-1000 borstlös motor system.
Dessa motorer erbjuder varierande tonhöjd-kontroll av propellerbladen, tillåter oss att snabbt växla mellan framåt, vända, vrida, och i vila beteenden på ett konstant varvtal. Ställbar kontroll undviker onödig förslitning på motorà ¢ ⠬⠢ s mekaniska komponenter och förhindrar framdrivning batteri och motor elektronik från att uppleva för mycket variation i spänning och aktuella laster, vilket är tydligt idealiskt för långvarig liv.
Ringformigt motor specifikationerna anger att enheten kommer att fungera mellan 7,2 och 12 V, men vår erfarenhet visade att den effektiva räckvidden var mer som 9-12 V.
Specifikationerna för ringformigt motorn kan hittas här.
Till makten ringformigt motor optimalt (så nära 12 V som möjligt för att uppnå den största potentialen dragkraft), valde vi att använda en 11,1 V 3-cells Li-Po batteri från Hi-modell, se nedan
Ytterligare information om detta batteri finns här.
Ultrasonic Input
För att ge ett proof of concept sensor för Big Bird-plattformen, valde vi att lägga till en sensor för ultraljud avstånd till den slutliga prototypen. Baserat på låg kostnad, tillgänglighet och plug-and-play användarvänlighet, valde vi att använda Maxbotix EZ1 ultrasonic sensor, visas nedan
EZ1 kräver 2,5 à ¢ â, ¬ â € 5,5 V, och för vårt genomförande var drivs med hjälp av de 3.3V makt av ombord kretsen. Denna sensorà ¢ ⠬⠢ s specifikationer indikerar att det erbjuder ~6.4 mV/i analog utgång på denna spänning, en faktor som vi anser håller väl med observerade värden.
Pin diagrammet av denna sensor visas nedan
Vi ansluter stift 1 till jord och stift 2 till den + 3.3V av ombord kretsen.
Den sensorà ¢ â™ s Pin 5 (AN) ger analog spänning produktionen skalas till avståndet behandlingen. Vi ansluter detta stift till AN0 på ombord bild, där det omvandlas till en digital läsning och skickas trådlöst till värddatorn för visning.
Databladet för denna ultrasonic sensor finns här.
Sensorn har för närvarande ingen integrerad del i utförandet av Big Bird, anser vi det erbjuder ett trevligt proof of concept för stora Birdà ¢ ⠬⠢ s sensor potentiella. Med 5 analoga ingångar (AN0 à ¢ â, ¬ â € AN4) tillgängliga på den inbyggda PIC, många framtida alternativ för navigeringskontrollen finns med rätt kod ändringar.