Analys av kort till RC-helikopter

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Användarvisningsbild
KLset
Inlägg: 207
Blev medlem: 31 augusti 2014, 17:36:19
Ort: Uppsala

Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av KLset »

Här är ett schema och en layout till en 4-kanals RC-helikopter som jag håller på att analysera. Den är "fixed pitch" och har en liten separat motor till stjärtrotorn. Jag tänkte använda tråden för att ställa diverse relaterade frågor och jag hoppas verkligen att andra också vill ställa frågor och komma med kommentarer - jag är rätt grön vad gäller elektronik och försöker suga i mig den kunskap och tips som ni vill dela med er av. Det är första riktiga schemat så någon borde kunna peka ut några förbättringar som jag kan göra. Analysen är en del av ett projekt där jag så småningom har tänkt att göra ett liknande kort men huvudsakligen med en annan MCU. Tack för att ni läser!

En kort översikt av schemat följer nedan. Det sitter ett "x" som suffix på beteckningarna vilket är för att jag inte ska råka ändra alla i ett svep med DipTrace då det är lätt hänt. Längre ned finns en enkel layout/ritning på hur komponenterna sitter på kortet som jag gjort för att hålla koll på vad som är vad medan jag ritat schemat.

Kvadrant A1: Här finns 5V-matningen som består av två 1117. Även två separata 3.3V-matningar finns här. Slutligen en kontakt för att ansluta till kortet med RF-kretsen via SPI (en av 3.3V-matningarna är dedikerad till denna). RF-kretsen tror jag är en TI CC2500 (svart blobb dock). Jag har beställt ett CC2500-kort som jag ska testa med för att verifiera om det verkligen är samma.

Kvadrant A2: Motordrivkretsar för huvudrotorn (överst, J4) och stjärtrotorn (underst, J3). Den har någon typ av skyddskrets för att stänga av strömmen till huvudrotorn vid stopp i huvudrotorn även om gasen är på. Denna komponent måste vara Q6, som jag inte hittat någon info om.

Kvadrant B1: Oanvända pinnar och jord, /RESET och referensspänning.

Kvadrant B2: Output från MCU till servon - J5: aileron, J6: elevator, J7: throttle (oanvänd; jag antar att den användes på en tidigare version av helikoptern). Z1 är egentligen inte en kontakt, utan ett litet kretskort som är monterat vertikalt där gyrot sitter. Slutligen J2: LED och J3: kontakt till kretskort med kamera.
schema_uppd_1.png
layout.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Senast redigerad av KLset 20 mars 2018, 13:32:40, redigerad totalt 4 gånger.
Janson1
Inlägg: 1338
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av Janson1 »

Om jag förstått rätt så har den bara två motorutgångar där huvudrotorvarvtalet styr upp/ner och stjärtrotorvarvtalet styr höger/vänster eller upp/ner av stjärten för att på det sättet ge framåt/bakåt. Ailron/elevator är nog om samma hårdvara sitter i ett flygplan? Q7 bör väl vara en vanlig NPN transistor Q6 däremot går väl egentligen inte bedöma vad den gör för nytta, den kunde vara en slags pulsförbättrare? Visserligen så tycker jag kretsen borde lämna ut PWM direkt av god kvalité.
Jag ser den inte som strömbegränsare heller då den saknar nån vettig strömkänning. En lågspänningskänning skulle det kunna varit om det just inte satt i en hkp. För i så fall kommer den att störta oavsett strömmen tar slut nu eller snart...
Lite som första början i alla fall.
Användarvisningsbild
KLset
Inlägg: 207
Blev medlem: 31 augusti 2014, 17:36:19
Ort: Uppsala

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av KLset »

Ja, det är två motorutgångar. Huvudrotorvarvtalet styr upp/ned och stjärtrotorn får den att rotera i sidled. Två servon reglerar en swashplate (bild nedan). Servot som benämns aileron lutar swashplaten vänster/höger, och servot som benämns elevator lutar swashplaten framåt/bakåt.
swashplate.gif
Och så bär det iväg i riktningen som rotorn pekar. Gyrot känner av motreaktionen från en ökning/minskning av varvtal på huvudrotorn och justerar då varvtalet (genom MCU:n) på stjärtrotorn för att motverka en oönskad rotation.

Nu kanske jag tog i med information, och du vet säkert det mesta, men för andra som läser om inte annat.

Egentligen kallas det roll och pitch för helikoptrar, inte aileron och elevator, men termena används allihop inom RC-helikoptervärlden som jag förstått det.

Tack för tipset om Q6 och Q7. Det där med PWM var ju en idé - jag ska se vad jag kan mäta.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Janson1
Inlägg: 1338
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av Janson1 »

Har denna hkp en swachplate? ja i så fall behöver den två servon till. På en riktig hkp så flyttar man swachplaten upp och ner vilket ger en liksidig lyftkraftsökning/sänkning. Har denna hkp det med? I så fall så skall huvudrotorn gå med ett specifikt varvtal hela tiden, och den kan autorotera! I detta fallet blir ju stjärtrotorn ett variabelt "mothåll" via gyrot och spak (pedal) input offsetar gyrot och hkp svänger h eller v.
Har du någon bild på själva helikoptern också?
edit: den swachplate som visas är till en variabel kolvpump/motor inom hydraulik...
Användarvisningsbild
KLset
Inlägg: 207
Blev medlem: 31 augusti 2014, 17:36:19
Ort: Uppsala

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av KLset »

Den har en swashplate, men på den här helikoptern går det inte att höja eller sänka den (för att ändra rotorbladens vinkel) utan bara ändra lutningen - därav "fixed pitch [rotor blades]". Kanske lyckas jag ta ett videoklipp imorgon och lägger upp.

Ju tyngre en helikopter är desto mindre lämpligt är det i praktiken att använda sig av varvtalsjustering för att flytta sig upp/ned, för att det tar för lång tid. Istället ändrar man vinkeln på rotorbladen. Då kan man göra snabba och fina korrigeringar. Med en sån här liten helikopter är det inga problem med "fixed pitch". Det är väl ungefär så långt jag vet.

På tal om Q6; kan det vara så att den känner av en hastig spänningshöjning i batteriet som blir då motorn plötsligt slutar dra ström när den tar tvärt stopp? Vad skulle det kunna vara för krets isåfall?
Janson1
Inlägg: 1338
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av Janson1 »

Ja det skulle det kunna vara fast drar inte motorn mer ström om den stoppas med våld? Ja oavsett så kan det stämma för nåt bör väl Q6 ha för sig...
Användarvisningsbild
KLset
Inlägg: 207
Blev medlem: 31 augusti 2014, 17:36:19
Ort: Uppsala

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av KLset »

Du har rätt, så är det ju. :doh: Kanske den känner av ett spänningsfall som du skriver, men att den är konfigurerad att känna av en viss tid-spänning-kurva, så att den inte triggas av andra "normala" spänningsfall?
Användarvisningsbild
Marta
EF Sponsor
Inlägg: 6889
Blev medlem: 30 mars 2005, 01:19:59
Ort: Landskrona
Kontakt:

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av Marta »

Q7 är med stor säkerhet en trissa för nivåskift 3v3 / 7v4.

Q3, Q4 är linjära 5V LDO, inte några BJT.

Är övrigatrissor BJT eller MOSFET? De som styrs med 3v3 kan vara BJT för det är lite lågt att bottna en FET, men til den stora rotorns motor är det alla gånger en FET och Q6 en drivare för att ge de strömmar gatekapacitansen vill ha.

Det står antagligen en sifferkod på komponenterna, det kan löna sig att googla denna. Värden på motstånden kunde ev. gjort det lättare att bedöma vilken typ av trissor det är.
Användarvisningsbild
KLset
Inlägg: 207
Blev medlem: 31 augusti 2014, 17:36:19
Ort: Uppsala

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av KLset »

Uppdaterade schemat med dessa ändringar:
  • • Lagt till värden på C15 och flyttat den från kvadrant A1 vid 1117:orna till A2 innan motorkretsen då jag misstänker att C15 har mer med den att göra.
    • Lagt till värden på motstånd.
    • Ersatt symboler för 1117:orna.
    • Ersatt symboler för Q1, Q2 med N-MOSFET:ar. Q1 vet jag vilken modell det är, Q2 är något från ST Micro som jag sett i en tråd på ett RC-forum går att ersätta med en IRL2203NS från Infineon. En annan version av kortet använder någon modell från FNK, men Infineon verkar vara lättare att få tag.
    • Lagt till modellnamn på dioderna i motorkretsarna.
Tack för tipsen, Invaliden.

Jag gjorde lite mätningar vad gäller den spännande motorkretsen. När pinnarna 1 och 2 på Q7 mäter 0V mäter pinne 3 strax över 6V. Jag vet ju att det är PWM som går in på pinne 1 från MCU:n. Ökar jag gasen på sändaren så ökar PWM-signalen och spänningen på pinne 3 sjunker. Jag försökte mäta med min enkla logikanalysator på pinne 3 men då börjar motorn bete sig underligt, så det vill jag undvika. Ett oscilloskop vore inte helt fel nu tror jag.

Vad gäller LDO-kretsarna Q8 och Q9 fick jag tidigare hjälp från Magnus_K i en annan tråd, där han trodde att min gissning att man kunde ersätta den rakt av med en LP2985 inte lät helt orimligt.
Senast redigerad av KLset 20 mars 2018, 14:24:15, redigerad totalt 1 gång.
Användarvisningsbild
KLset
Inlägg: 207
Blev medlem: 31 augusti 2014, 17:36:19
Ort: Uppsala

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av KLset »

Här kommer en bild till Janson1 på rotorhuvudet inklusive swashplate.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
KLset
Inlägg: 207
Blev medlem: 31 augusti 2014, 17:36:19
Ort: Uppsala

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av KLset »

Kan det vara så att den separata 3.3V-matningen till RF-kretsen är för att minimera störningar dit? Annars kunde de ju ersatt de två 3.3V-matningarna med en enda, kraftigare regulator - och då hade de sparat in på antalet monteringar, tid att fräsa kortet och ett par kondisar. Å andra sidan kostar en "bättre" regulator mer... Tankar?
Janson1
Inlägg: 1338
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av Janson1 »

Snygg liten sak! Ser ut som en korsning mellan Hiller, Bell rotorsystem. Den där balansarmen gör att den blir mer eller mindre egenstabil.
Användarvisningsbild
KLset
Inlägg: 207
Blev medlem: 31 augusti 2014, 17:36:19
Ort: Uppsala

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av KLset »

RF-kretsen som jag funderade över visade sig mycket riktigt vara en TI CC2500. CC2500-modulen som jag beställde för några veckor sedan dök upp nu i veckan, och när den väl var inkopplad var det enkelt att konstatera att allt fungerar normalt. En bild nedan på original-modulen (höger) och den jag beställde (vänster).

Pläteringen följde tyvärr med på några stift när jag lödde bort den gamla modulen.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
KLset
Inlägg: 207
Blev medlem: 31 augusti 2014, 17:36:19
Ort: Uppsala

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av KLset »

Här kommer en relaterad fråga om dioderna som sitter i de två motorkretsarna. Om jag ska återskapa kretsen, hur kan jag ta reda på om en viss diod klarar av kickbacken från en motor?

Som jag förstår är det I_FSM ("Non−Repetitive Peak Surge Current") som jag ska kika på i diodernas datablad. Dock verkar det bara anges som en viss ström under ett antal cykler av en likriktad sinus- eller fyrkantsvåg på 60 Hz. Ett exempel är 200 A under en cykel, eller 100 A under 10 cykler (1N5400). Hur kan jag relatera kickbacken från motorerna till I_FSM såsom det är beskrivet i databladen?
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26106
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: Analys av kort till RC-helikopter

Inlägg av Icecap »

Det är helt fel parameter att kolla på!
Det värde är vad den klarar 1 gång innan *POOF*

Dioden ska tåla strömmen som "normalström".
Skriv svar