Тархи ба тархи: Нислэг хянагч ба ESC нар FPV дрон дээр хэрхэн хамтран ажилладаг вэ

FPV нисгэгчгүй онгоц бүрт чухал түншлэл байдаг бөгөөд энэ нь онгоц зүүд шиг нисэх эсвэл тэнгэрээс унах эсэхийг тодорхойлдог хоёр чухал бүрэлдэхүүн хэсгийн өндөр хурдны харилцан яриа юм. Нислэгийн хянагч (FC) болон Цахим хурд хянагч (ESCs) -ийг ихэвчлэн тусад нь авч үздэг боловч тэдний жинхэнэ ид шид нь тэдний жигд зохицуулалтанд оршдог. FC нь стратегийн тархи бөгөөд өгөгдлийг боловсруулж, хурдан шийдвэр гаргадаг бол ESC нь булчинг хэрэгжүүлэгч бөгөөд эдгээр шийдвэрийг секундын нарийвчлалтайгаар гүйцэтгэдэг. Энэхүү нийтлэл нь эдгээр хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн нарийн төвөгтэй хамтын ажиллагааг судалж, тэдгээр нь хэрхэн холбогдож, синхрончлолд орж, эцэст нь FPV дроныг амьдралд авчирдаг талаар тайлбарласан болно.

Хөдөлмөрийн хэлтэс: Хэн юу хийдэг вэ?

Тэдний хамтын ажиллагааг ойлгохын өмнө тэдгээрийн тодорхой үүргийг тодорхой тодорхойлох нь чухал юм.

• Нислэгийн удирдагч (FC): Захирагч. FC нь нислэгийн програм хангамжийг (Betaflight гэх мэт) ажиллуулдаг өндөр хурдны микропроцессор юм. Энэ нь нисгэгчгүй онгоцны бодит цагийн чиг баримжаа (давхарга, өнхрөх, хазайх) тодорхойлохын тулд гироскоп болон акселерометрээс өгөгдлийг тасралтгүй уншдаг. Дараа нь энэ одоогийн төлөвийг нисгэгчийн хүссэн оролттой (радио хүлээн авагчаар дамжуулан хүлээн авсан) харьцуулж, PID (Пропорциональ-интеграл- Дериватив) хяналтын алгоритмуудыг ашиглан шаардлагатай түлхэлтийн тохируулгыг тооцоолно. Энэ тооцооны гаралт нь 0-ээс 100% хүртэлх утгыг илэрхийлсэн мотор тус бүрт нэг тоон тохируулагч командын багц юм.

• ESC-үүд: Цаазаар авагчид. Мотор бүр тусгай зориулалтын ESC-тэй бөгөөд энэ нь үндсэндээ өндөр чадлын сэлгэн залгах зохицуулагч юм. ESC нь FC-ээс дижитал тохируулагч командыг хүлээн авч, сойзгүй моторыг жолоодох гурван фазын ээлжит гүйдэл болгон хувиргадаг. Зайны тогтмол гүйдлийн хүчдэлийг моторын ороомог дээр өндөр давтамжтайгаар (MOSFET-ээр дамжуулан) хурдан асааж унтрааснаар ESC нь моторын хурдыг онцгой нарийвчлалтайгаар хянадаг.

Харилцааны протокол: Тэдний ярьдаг хэл

FC болон ESC-ийн хамтын ажиллагаа нь командуудыг дамжуулах хэл болох холбооны протоколоос хамаардаг. Орчин үеийн FPV системүүдэд энэ нь бараг зөвхөн DSot (Digital Shot) гэгддэг дижитал протокол юм. DSot нь чухал давуу талуудын улмаас хуучин аналог протоколуудыг (PWM, Oneshot, Multishot) үндсэндээ сольсон:

• Дижитал дамжуулалт: Дуу чимээнд мэдрэмтгий, тохируулга хийх шаардлагатай аналог дохионоос ялгаатай нь DSot нь тоон тохируулагч утгыг агуулсан дижитал пакетуудыг илгээдэг. Энэ нь алдаагүй харилцаа холбоог баталгаажуулдаг.

• Тохируулга байхгүй: Аналог протоколуудын хувьд ESC-ийг хамгийн бага ба хамгийн их дохионы утгыг сурахын тулд тохируулсан байх ёстой. DSot нь энэ алхамыг бүрмөсөн арилгаж, цаг хэмнэж, тохиргооны алдааны эрсдлийг бууруулдаг.

• Сэргээх өндөр хурд: DShot нь шинэ техник хангамж дээр 600Hz (DShot600), 1200Hz (DShot1200), тэр байтугай 3000Hz (DShot3000) хүртэл сэргээх хурдыг дэмждэг. Энэ нь ESC нь FC-ээс секундэд 3000 хүртэл удаа шинэ заавар хүлээн авч, моторын хариу үйлдэл хийх боломжтой гэсэн үг юм.

• Хоёр чиглэлтэй харилцаа холбоо: DSot-ийн орчин үеийн хувилбарууд нь хоёр чиглэлтэй телеметрийг дэмждэг. Энэ нь ESC-д моторын эргэлт, температур, алдааны тэмдэглэгээ зэрэг өгөгдлийг FC руу буцааж илгээх боломжийг олгодог. FC нь хөдөлгүүрийн дуу чимээг арилгах замаар нислэгийн жигд байдлыг эрс сайжруулдаг RPM шүүлтүүр зэрэг дэвшилтэт функцүүдэд энэхүү санал хүсэлтийг ашиглах боломжтой.

Санал хүсэлтийн гогцоо: Хурдны симфони

FC болон ESC нь секундэд хэдэн зуун удаа давтагддаг гайхалтай хурдан хяналтын хэлхээнд ажилладаг. Ердийн мөчлөгийн алхам алхмаар задаргаа энд байна:

1. Мэдрэх: FC нь өнцгийн хурдыг илрүүлэхийн тулд гироскопыг уншдаг. Жишээлбэл, дрон секундэд 200 градусын хурдтайгаар баруун тийш эргэлдэж байгааг мэдэрч магадгүй юм.

2. Шийдвэр гаргах: FC-ийн PID хянагч нь энэхүү хүсээгүй өнхрөхөөс сэргийлэхийн тулд зүүн мотор илүү хурдан, баруун мотор нь удаан эргэх ёстойг тооцоолдог. Энэ нь залруулгын нарийн утгыг тооцдог.

3. Тушаал дамжуулах: FC нь эдгээр шинэ тохируулагч утгуудыг DSot багц болгон кодлож, тусгай дохионы утсаар ESC бүрт дамжуулдаг. Энэ дамжуулалт нэг микросекундээс бага хугацаа шаардагдана.

4. Гүйцэтгэл: ESC нь тушаалуудыг нэгэн зэрэг хүлээн авдаг. ESC бүр сэлгэн залгах давтамжаа тохируулдаг - нэг нь моторыг хурдасгадаг, нөгөө нь удаашруулдаг, бүгдийг нь миллисекундээс багахан хугацаанд.

5. Санал хүсэлт: Хөдөлгүүрийн хурдны физик өөрчлөлт нь нисгэгчгүй онгоцны хандлагыг өөрчилдөг. Гироскоп энэ өөрчлөлтийг илрүүлж, бүх гогцоо дахин эхэлнэ. Энэ мөчлөг нь ихэвчлэн 4 кГц-ээс 32 кГц (PID давталтын давтамж) хурдаар ажилладаг бөгөөд энэ нь FC болон ESC-ууд энэ бүжгийг секундэд 32,000 хүртэл удаа гүйцэтгэдэг гэсэн үг юм.

Хуваалцсан дохио: ESC телеметрийн холболт

Нарийвчилсан тохиргоонд хамтын ажиллагаа нь нэг талын командаас давж гардаг. Хоёр чиглэлтэй DSot нь ESC-д бодит цагийн телеметрийг FC рүү буцааж илгээх боломжийг олгодог. Үүнд:

• Мотор RPM: ESC нь мотор бүрийн бодит эргэлтийн хурдыг мэдээлдэг. FC нь хэрэгжүүлэхэд энэ өгөгдлийг ашиглах боломжтой . динамик RPM шүүлтүүрийг моторын дуу чимээний тодорхой давтамжийг арилгахын тулд ховилын шүүлтүүрийг динамикаар тохируулдаг Үүний үр дүнд гиро дохио илүү цэвэр болж, ялангуяа өндөр тохируулагчаар илүү зөөлөн нисэх болно.

• Одоогийн таталт ба температур: Зарим ESC нь цахилгаан гүйдэл ба температурын өгөгдлийг мэдээлдэг. FC нь мотор хэт халах эсвэл хэт их гүйдэл авах тохиолдолд дуут дохиолол өгөх эсвэл тохируулагчийг багасгахын тулд үүнийг хянаж, сүйрлийн эвдрэлээс урьдчилан сэргийлэх боломжтой.

• Алдаа илрүүлэх: Хэрэв ESC нь синхрончлол (роторын байрлал алдагдах) эсвэл бусад алдааг илрүүлбэл үүнийг FC-д буцааж өгч болно. Дараа нь FC нь алдааг бүртгэх эсвэл моторыг дахин синк хийх хурдан тохируулагч гэх мэт сэргээх оролдлого хийх боломжтой.

Техник хангамжийн интеграци: Утас ба стек

FC болон ESC-ийн хоорондох физик холболт нь адилхан чухал юм. Хоёр үндсэн тохиргоо байдаг:

• Хувь хүний ​​ESC: ESC бүрийг гурван дохионы утас (GND, дохио, заримдаа телеметрийн утас) ашиглан FC-д тусад нь холбодог. Энэ тохиргоо нь модульчлагдсан байдлыг санал болгодог - хэрэв нэг ESC амжилтгүй болвол зөвхөн тухайн нэгжийг солих шаардлагатай. Гэсэн хэдий ч энэ нь утаснуудын нарийн төвөгтэй байдал, жинг нэмэгдүүлдэг.

• 4-ин-1 ESC: Нэг самбар нь бүх дөрвөн ESC-ийг агуулдаг бөгөөд энэ нь энгийн 8 эсвэл 10 зүү бүхий бэхэлгээний тусламжтайгаар FC-тэй холбогддог. Энэхүү бэхэлгээ нь бүх моторын цахилгаан, газар, дохионы шугам, түүнчлэн телеметрийг дамжуулдаг. Цэвэр, жин багатай, угсрахад хялбар зэргээс шалтгаалан 4-ийн 1 тохиргоо нь орчин үеийн барилгад стандарт юм. Конденсаторыг ихэвчлэн ESC ба FC-ийн аль алиныг нь хамгаалж, хүчдэлийн огцом өсөлтийг шүүхээр ESC-ийн зайны дэвсгэрт гагнаж өгдөг.

PID тааруулах ба ESC синхрончлол

FC-ESC түншлэлийн үр нөлөө нь PID тааруулах үед нисгэгчгүй онгоцны үйл ажиллагаанаас шууд харагддаг. Хэрэв ESC-ууд удаан эсвэл хариу өгөхгүй байвал FC-ийн PID хянагч алдааг үр дүнтэй засаж чадахгүй бөгөөд энэ нь эргэлтийн үед хэлбэлзэл эсвэл 'угаах' байдалд хүргэдэг. Эсрэгээр, ESC-ийн хариу үйлдэл хэтэрхий түрэмгий байвал өндөр давтамжийн чичиргээ үүсгэж болно. Нисгэгч дараахь зүйлийг хангах ёстой.

• PID давталтын давтамж нь ESC-ийн сэргээх хурдаас хэтрэхгүй. Жишээлбэл, хэрэв ESC нь DSot600 (600 Гц) дээр ажилладаг бол PID давталтыг 8 кГц давтамжтайгаар ажиллуулах нь моторын команд бүрт олон тооны тооцооллын циклийг хангадаг бөгөөд үүнийг хүлээн зөвшөөрөх боломжтой. DSot3000-тай 32 кГц-ийн давталт ажиллуулах нь бараг агшин зуурын шинэчлэлтийг баталгаажуулдаг.

• Хөдөлгүүрийн хугацаа ба гэмтлийн нөхөн олговор: BLHeliSuite дээрх эдгээр ESC тохиргоо нь мотор хэр хурдан хурдасгахад нөлөөлдөг. Буруу тохиргоо нь синхрончлолыг алдагдуулж, ESC нь роторын байрлалыг алддаг. FC-ийн шүүлтүүр нь 'түгжигдсэн' мэдрэмжийг бий болгохын тулд ESC-ийн хариу үйлдлийн шинж чанарыг нөхөх ёстой.

Нийтлэг асуудлууд: Хамтын ажиллагаа тасрах үед

Юу буруу болж болохыг ойлгох нь эдгээр хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг нь бие биенээсээ хэр хамааралтай болохыг онцолж өгдөг.

• Синхрончлолыг тайлах (Desync): Энэ нь FC-ESC-ийн хамтын ажиллагааны хамгийн нийтлэг алдаа юм. Хэрэв ESC хөдөлгүүрийн роторын байрлалыг хянахаа больсон - ихэвчлэн тохируулагчийг түрэмгий өөрчилсөн, батерейны хүчдэл бага эсвэл цаг хугацааны буруу тохиргоо зэргээс шалтгаалан мотор гацах эсвэл бүрмөсөн зогсох болно. FC нь команд илгээсэн хэвээр байж болох ч мотор хариу өгөхгүй байгаа нь шууд осолд хүргэдэг. Хоёр чиглэлтэй DShot нь FC-д синхрончлолыг илрүүлж, сэргээх оролдлогын тохируулагчийг багасгах боломжийг олгосноор үүнийг багасгахад тусалдаг.

• Цахилгааны дуу чимээ: Өндөр гүйдлийн сэлгэн залгалт нь FC-ийн гироскопын заалтад саад болох цахилгааны дуу чимээ үүсгэдэг. Зөв утас, конденсатор, шүүлтүүр нь FC болон ESC-ийн хоорондох цэвэр холбоог хадгалахад зайлшгүй шаардлагатай.

• Хэт халалт: Хэрэв FC нь хангалттай хөргөлтгүй удаан хугацаанд бүрэн тохируулагчийг удирдаж байвал ESC-ууд хэт халж, хүчийг бууруулж, FC нь зөрчилтэй өгөгдөл хүлээн авч, урьдчилан таамаглах боломжгүй нислэгт хүргэдэг.

Ирээдүй: Интеграци ба оюун ухаан

FPV техник хангамжийн чиг хандлага нь бүр ч хатуу интеграцчлал руу чиглэж байна. All-in-One (AIO) хавтангууд нь одоо FC болон 4-in-1 ESC-ийг нэг ПХБ-д нэгтгэж, дохионы утсыг бүхэлд нь арилгаж, хоцролтыг багасгадаг. Эдгээр самбарууд нь жинхэнэ авсаархан бүтэцтэй байхын тулд гүйдлийн нэгдсэн мэдрэгч ба конденсаторуудыг багтаасан байдаг.

Цаашилбал, програм хангамжийн хөгжүүлэлт нь FC болон ESC-ийг илүү ухаалаг болгож байна. гэх мэт функцууд Динамик сул зогсолт нь FC нь нисгэгчгүй онгоцны чиг баримжаа дээр үндэслэн моторын хамгийн бага хурдыг автоматаар тохируулдаг бөгөөд энэ хоёрын хоорондох тасралтгүй холбоонд тулгуурладаг. Процессорууд илүү хүчирхэг болохын хэрээр бид нисгэгчгүй онгоцны нислэгийн шинж чанарыг бодит цаг хугацаанд сурдаг моторын урьдчилан таамаглах удирдлага, дасан зохицох шүүлтүүр зэрэг илүү боловсронгуй хамтын ажиллагааны боломжуудыг хүлээж чадна.

Дүгнэлт

Нислэгийн хянагч ба ESC нь бие даасан модуль биш бөгөөд тэдгээр нь FPV нислэгийн урлагт симбиотик түншүүд юм. FC нь хазайлт бүрт төгс залруулга хийх оюун ухааныг өгдөг бол ESC нь хүчийг өгч, эдгээр тооцоог моторын нарийн хөдөлгөөн болгон хувиргадаг. Өндөр хурдны дижитал протокол, тасралтгүй эргэх холбоогоор зохицуулагддаг тэдний хамтын ажиллагаа нь шумбалт, огцом эргэлт, хурдацтай хурдатгал бүрийг бий болгох үндэс суурь юм. Энэхүү түншлэлийг ойлгох нь зөвхөн техникийн мэдлэг биш бөгөөд энэ нь хамгийн сайн гүйцэтгэлтэй FPV дрон бүтээх, тохируулах, нисэх түлхүүр юм. Тархи, тархи хоёр төгс зохицож ажиллахад тэнгэр үнэхээр таны тоглоомын талбай болно.