產(chǎn)品分類
無人機之小型電調(diào)優(yōu)選器件方案
1
拍明芯城
1. 引言
在無人機的設(shè)計中，電調(diào)（ESC）是連接飛控系統(tǒng)與電動機的關(guān)鍵組件，負責控制電動機的轉(zhuǎn)速與方向，進而控制無人機的飛行穩(wěn)定性和動力分配。對于小型無人機，電調(diào)的選擇尤為重要，因為它不僅要滿足高效能，還要考慮到體積小、重量輕和高效電力傳輸。
本文將重點討論如何選擇合適的元器件用于小型無人機的電調(diào)方案，并通過電路框圖展示如何集成這些元器件。
2. 小型無人機電調(diào)工作原理與要求
電調(diào)的主要作用是控制電動機的轉(zhuǎn)速，通過調(diào)節(jié)功率輸出，來實現(xiàn)無人機飛行姿態(tài)的控制。小型無人機電調(diào)系統(tǒng)不僅需要滿足功率、穩(wěn)定性和高效的需求，還需要具有較低的功耗和較高的響應速度。
常見的電調(diào)要求包括：
高效能輸出：要確保無人機長時間飛行。
小體積和低重量：減輕總重量，提高飛行性能。
高可靠性：保證飛行過程中不會發(fā)生故障。
寬工作溫度范圍：適應各種環(huán)境。
3. 電調(diào)關(guān)鍵元器件優(yōu)選
3.1 微控制器（MCU）
優(yōu)選器件：STM32F103C8T6
作用：作為主控制單元，處理電調(diào)輸入信號，控制電動機的轉(zhuǎn)速與方向。
選擇理由：STM32F103C8T6 具有強大的處理能力和豐富的外設(shè)接口，能夠處理復雜的信號控制任務(wù)，同時也具有低功耗特性。
功能：
PWM信號生成：生成驅(qū)動電機所需的PWM信號。
通信協(xié)議：支持與飛控系統(tǒng)的通信接口（如I2C、UART）。
高速處理：高達72 MHz的主頻，能夠快速響應輸入信號。
3.2 功率MOSFET
優(yōu)選器件：IRLZ44N
作用：用于電調(diào)中的電力開關(guān)，控制電動機的功率輸出。
選擇理由：IRLZ44N是一款低導通電阻的邏輯級MOSFET，適用于高效電流控制，能夠降低功率損耗。
功能：
低電阻開關(guān)：減少電流通過時的能量損耗。
高電流承載能力：可以支持較高的電流需求，適應不同電動機的功率要求。
3.3 電流傳感器
優(yōu)選器件：INA226
作用：監(jiān)測電調(diào)系統(tǒng)中的電流，提供反饋信號，幫助控制電流輸出。
選擇理由：INA226是一個高精度的電流/電壓傳感器，具有較低的功耗和快速響應能力。
功能：
電流監(jiān)控：實時監(jiān)測電動機電流，防止過載。
電壓反饋：通過電壓反饋保證穩(wěn)定的功率輸出。
3.4 速度傳感器
優(yōu)選器件：AS5048A
作用：實時監(jiān)測電動機的轉(zhuǎn)速，反饋給MCU，用于精確調(diào)節(jié)電動機的運行速度。
選擇理由：AS5048A是一款高精度的磁性編碼器，能夠提供高分辨率的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，適合小型無人機應用。
功能：
轉(zhuǎn)速反饋：提供精確的電動機轉(zhuǎn)速信息，用于PID控制。
高精度磁性檢測：適應高速旋轉(zhuǎn)電動機的工作環(huán)境。
3.5 電容器與濾波器
優(yōu)選器件：Panasonic EEU-FR1E471
作用：濾波與去噪，確保電調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
選擇理由：Panasonic品牌的電容器具有較低的ESR（等效串聯(lián)電阻），適合高頻濾波。
功能：
噪聲抑制：減少電源噪聲，確保電調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定。
濾波功能：在PWM信號中濾除高頻雜波，保證平穩(wěn)輸出。
4. 電調(diào)方案電路框圖
4.1 電路框圖描述
在電調(diào)設(shè)計中，核心部分是微控制器（MCU）和功率MOSFET的配合，其他元器件則起到輔助作用。以下是小型無人機電調(diào)的基本電路框圖：
飛控系統(tǒng)：輸入PWM信號，控制電動機的轉(zhuǎn)速。
MCU：根據(jù)飛控系統(tǒng)的信號，生成驅(qū)動電動機的PWM信號，并實時處理傳感器反饋。
電流傳感器與速度傳感器：提供電流與轉(zhuǎn)速反饋，幫助調(diào)節(jié)電動機的穩(wěn)定運行。
功率MOSFET：控制電動機的功率輸出。
5. 結(jié)論
在選擇小型無人機電調(diào)元器件時，需要綜合考慮多個因素，如功率需求、系統(tǒng)穩(wěn)定性、體積和重量等。STM32F103C8T6、IRLZ44N、INA226和AS5048A等器件能夠為電調(diào)系統(tǒng)提供高效、精確的控制，滿足小型無人機高性能的要求。
此外，通過合理的電路設(shè)計，可以有效提升電調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應速度，從而提高無人機的飛行性能。
責任編輯：David
【免責聲明】
1、本文內(nèi)容、數(shù)據(jù)、圖表等來源于網(wǎng)絡(luò)引用或其他公開資料，版權(quán)歸屬原作者、原發(fā)表出處。若版權(quán)所有方對本文的引用持有異議，請聯(lián)系拍明芯城（marketing@iczoom.com），本方將及時處理。
2、本文的引用僅供讀者交流學習使用，不涉及商業(yè)目的。
3、本文內(nèi)容僅代表作者觀點，拍明芯城不對內(nèi)容的準確性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保證。讀者閱讀本文后做出的決定或行為，是基于自主意愿和獨立判斷做出的，請讀者明確相關(guān)結(jié)果。
4、如需轉(zhuǎn)載本方擁有版權(quán)的文章，請聯(lián)系拍明芯城（marketing@iczoom.com）注明“轉(zhuǎn)載原因”。未經(jīng)允許私自轉(zhuǎn)載拍明芯城將保留追究其法律責任的權(quán)利。
拍明芯城擁有對此聲明的最終解釋權(quán)。
相關(guān)資訊
：
基于Xilinx XCKU115的半高PCIe x8 硬件加速卡設(shè)計方案
圖像傳感器在汽車、工業(yè)和邊緣AI的應用動向
基于RFID技術(shù)的智能檔案管理系統(tǒng)設(shè)計方案
如何確保工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計符合ISA/IEC安全標準
基于LPC55S69+i.MX 8M的快速靈活EV充電系統(tǒng)解決方案
如何利用物質(zhì)連接智能家居自動化的孤島
2012- 2022 拍明芯城ICZOOM.com 版權(quán)所有 客服熱線：400-693-8369 (9:00-18:00)
