Регулятор скорости своими руками.
Это было почти 15 лет тому назад, в то время были распространены коллекторные моторы. Бесколлекторные двигатели и контроллеры скорости только начинали появляться и стоили очень дорого. Тогда мне очень нужен был регулятор скорости (ESC) для коллекторного мотора радиоуправляемой машинки. Озадачился этим вопросом и нашел схему, которую самостоятельно мог бы собрать. Детали некоторые были в наличии, что-то прикупил в магазине радиодеталей, все вышло достаточно дешево. Сейчас стоимость нового регулятора не так высока, как раньше, порой бывает дешевле купить, но моделист не ищет легких путей.
Схема регулятора следующая.
Регулятор работает от 6 до 15 В. Управляющий канал 4,8 — 6 В
Контроллер решил сделать на монтажной плате. Хотя ее можно было и вытравить в кислоте (рисунок был). Для этого потребуется однослойный стеклотекстолит.
T 1 = BD 676 или BD 678
T 2 = BD 675 или BD 677
T 3 = BD 676 или BD 678
T 4 = BD 675 или BD 677
Первые тесты показали, что транзисторам приходится очень тяжело, в пиках наблюдались достаточно большие нагрузки. В связи с этим они были выпаяны с платы, приведенным в спецификации транзисторам подобраны более мощные аналоги по каталогу (КТ853В и КТ829А).
Так как при повышении нагрузок выделяется тепло, то его нужно куда-то отводить. Для этого подобрал радиатор. Радиатор использовал от компьютера, старый и ненужный все равно валялся без дела, а тут пригодился. Вентилятор с него решил не снимать, так как источник питания 12В, то подключил напрямую к силовой батарее. Транзисторы прикрутил к радиатору с помощью винтов.
Радиатор распилил на две части, это было необходимо по конструктиву схемы.
Длинные шпильки сверху держат кулер, а с другой стороны прижимают к радиатору транзисторы для эффективного охлаждения. Снизу в качестве изолятора закрепил пластинку стеклотекстолита.
Регулятор нужно откалибровать с помощью переменных резисторов, они позволяют настроить регулятор. Первый отвечает за нулевое значение, второй за максимальный газ. Переводим стик газа в соответствующую позицию и настраиваем регулятор.
В собранном виде все выглядит так.
Для создания миниатюрных моделей с малыми нагрузками охлаждение не требуется. Контроллер без радиатора получился размером 25 Х 25 мм, что достаточно компактно.
Если ESC подвергать высоким нагрузкам, то, безусловно, требуется система охлаждения.
Данный регулятор был установлен на радиоуправляемую машинку вместо электро-механического переключателя. В целом регулятор оправдал ожидания и до сих пор выполняет свою функцию.
Источник
Регулятор скорости своими руками.
Это было почти 15 лет тому назад, в то время были распространены коллекторные моторы. Бесколлекторные двигатели и контроллеры скорости только начинали появляться и стоили очень дорого. Тогда мне очень нужен был регулятор скорости (ESC) для коллекторного мотора радиоуправляемой машинки. Озадачился этим вопросом и нашел схему, которую самостоятельно мог бы собрать. Детали некоторые были в наличии, что-то прикупил в магазине радиодеталей, все вышло достаточно дешево. Сейчас стоимость нового регулятора не так высока, как раньше, порой бывает дешевле купить, но моделист не ищет легких путей.
Схема регулятора следующая.
Регулятор работает от 6 до 15 В. Управляющий канал 4,8 — 6 В
Контроллер решил сделать на монтажной плате. Хотя ее можно было и вытравить в кислоте (рисунок был). Для этого потребуется однослойный стеклотекстолит.
T 1 = BD 676 или BD 678
T 2 = BD 675 или BD 677
T 3 = BD 676 или BD 678
T 4 = BD 675 или BD 677
Первые тесты показали, что транзисторам приходится очень тяжело, в пиках наблюдались достаточно большие нагрузки. В связи с этим они были выпаяны с платы, приведенным в спецификации транзисторам подобраны более мощные аналоги по каталогу (КТ853В и КТ829А).
Так как при повышении нагрузок выделяется тепло, то его нужно куда-то отводить. Для этого подобрал радиатор. Радиатор использовал от компьютера, старый и ненужный все равно валялся без дела, а тут пригодился. Вентилятор с него решил не снимать, так как источник питания 12В, то подключил напрямую к силовой батарее. Транзисторы прикрутил к радиатору с помощью винтов.
Радиатор распилил на две части, это было необходимо по конструктиву схемы.
Длинные шпильки сверху держат кулер, а с другой стороны прижимают к радиатору транзисторы для эффективного охлаждения. Снизу в качестве изолятора закрепил пластинку стеклотекстолита.
Регулятор нужно откалибровать с помощью переменных резисторов, они позволяют настроить регулятор. Первый отвечает за нулевое значение, второй за максимальный газ. Переводим стик газа в соответствующую позицию и настраиваем регулятор.
В собранном виде все выглядит так.
Для создания миниатюрных моделей с малыми нагрузками охлаждение не требуется. Контроллер без радиатора получился размером 25 Х 25 мм, что достаточно компактно.
Если ESC подвергать высоким нагрузкам, то, безусловно, требуется система охлаждения.
Данный регулятор был установлен на радиоуправляемую машинку вместо электро-механического переключателя. В целом регулятор оправдал ожидания и до сих пор выполняет свою функцию.
Источник
Коллекторный регулятор esc своими руками
Программирование ESC регулятора
Автор: boka1733, pvv17@mail.ru
Опубликовано 12.04.2016
Создано при помощи КотоРед.
Сразу хочу промяукать, что в этой работе изначально не было задачи что-то «украсть» или нарушить интеллектуальную собственность.
Все делалось только с целью разобраться как работает, изучить и повторить.
Это материал может оказаться полезным для тех, кто только начинает изучать окружающий цифровой мир и желает быть «делателем», а не только покупателем готовых коробочек.
Итак, начну.
Во времена моей кошачьей молодости (пионерское детство) каждый проводок, сигнал в самодельной схеме был известен, изучен и (я надеюсь) понят, как это работает.
Ну, или почему не работает.
Сейчас, казалось-бы, в интернете можно найти что угодно, а-н нет, очень часто «самоделкины» нарываются на отсутствие описания, протокола, схемы.
что ведет к невозможности решения технической задачи и необходимость превращаться в «покупалкина» готового устройства, даже простого.
Вот и я столкнулся с проблемой — знакомый задумал сделать устройство, электро-механическое.
Для простоты понимания (суть моего повествования не в устройстве) — похоже на автоматическое горизонтальное закрывание-открывание штор.
Электромотор медленно крутит в одну сторону (по команде),останавливается, затем медленно крутит в обратную сторону (по команде).
Скорость движения может меняться. Управляться это устройство должно по радио, работать на аккумуляторах.
Просто идеально для этого подходят детали от радиоуправляемых моделей — пульт готовый, приемник готовый, мощные двигатели от машинок есть.
Движения «стика» газа полностью подходят для управления, а возможности программирования пульта 9XR добавляют массу полезных плюшек.
Остается собрать все «кубики» в кучу.
Но, оказалось, что знакомый купил регулятор бесколлекторного двигателя HobbyKing X-CAR SENSORED 45A ESC без карты программирования.
Для тех, кто не в «теме» — карта программирования (на фото коробочка справа внизу), это устройство , которое позволяет изменять настройки параметров самого регулятора.
Этих параметров десять и не всегда дефолтные значения устраивают. Их перепрограммируют картой, и больше никогда не меняют (про «фанатов» все перестраивать 100 раз в день промолчу)
По сути эта карта- одноразовое устройство, которое больше не потребуется, после настройки.
Знакомый купил ESC регулятор без карты, хотя она как-бы должна (?) быть в комплекте.
Стали разбираться, искать альтернативы этой карты. Выяснилось, что этих карт программирования великое множество — у каждого производителя свой вариант.
Ещё и новое поколение у одного производителя уже будет не совместимо со старыми моделями. Найти эту карту отдельно оказалось трудно (провинция мы).Покупать через интернет одноразовую вещь — совсем печально.
Я кошачьим чутьем чувствовал, что не может быть там ничего сложного. Три провода — плюс, минус и сигнал — вот и весь интерфейс регулятора.
Скорее всего применен однопроводной протокол. Параметров в регуляторе, которые можно изменять, кот наплакал — всего десять.
Сканирование интернета и форумов не давало ничего — ни байта алгоритма протокола. Только ссылки на покупку.
Мне надо было изменить только один параметр — мотор едет «вперед» на 100% мощности , назад только 60% (так по умолчанию), а нужно 100% в обе стороны.
И вот, один хороший человек на модельном форуме отозвался и отправил мне эту карту программирования!
У него она давно валялась без дела. Я оказался прав про «одноразовость» сего устройства.
Ура, задача программирования может быть решена штатным способом, но радиолюбительское «а как же это устроено?» не давало покоя.
Я решил провести реверсинжениринг — это по кошачьему, а по русски — разобраться с протоколом программирования и постараться повторить его подручными средствами.
Вскрытие настоящей карты показало, что там стоит ATMega8, кнопки и индикаторы — ничего сверхестесственного.
Читать прошивку я даже и не пытался, так как она будет закрыта от считывания (всеми «любимыми» фьюзами).
Главное — карта работала и программировала этот ESC 45A.
Вооружившись логическим анализатором, я снял лог обмена карты и регулятора.
Алгоритм установления связи оказался весьма простым:
после подачи питания, через паузу 1,8с карта посылает стартовую последовательность, на которую ESC отвечает (через паузу 0.1 с) текущей конфигурацией своих параметров.
Изучая эти сигналы, удивляло большое число импульсов в ответе — «наверное, кодирование и контрольные суммы — подумал Штирлиц»
Для начала я выделил самый короткий импульс во всем пакете:
он оказался равен 0,8354ms. Причем, такой длительности были как «единичные», так и «нулевые» импульсы.
Предположил, что когда сигнал 0 — передается бит «ноль», когда 1 — передается бит «один». Оцените, какая у меня невероятно оригинальная логика! 🙂
Более внимательное изучение лога показало, что бывают импульсы двойной, тройной и более ширины, но, всегда кратно 0,8354ms.
Начало пакета всегда ноль.
Вот я и решил, что тактовый интервал равен 0,8354ms, и надо считывать значение бита через такой промежуток, пока не будет принят весь пакет из 118 бит.
Никаких синхронизирующих импульсов нет, поэтому сделать так:
от первого перепада на линии из 1 в 0 сделать паузу на половину ширины импульса, считать значение, и далее — через паузу ширины импульса чиать остальное
таким образом, считывание бита происходит в середине достаточно широкого импульса, и неизбежное плавание частоты не будет сказываться.
Получилось!
Пакет в памяти, но, где там скрыты параметры?
Чтобы их найти, поступил следующим образом:
Изменяя один параметр в карте и отправляя его в ESC я собрал лог обмена для разных значений, свел это в таблицу, проанализировал. и вот что получил в итоге:
Цифра означает номер параметра (десятый это 0) число цифр — число разрядов, и положение в пакете. Неизменяемые биты так и остаются 0 или 1 всегда.
Пакет данных состоит из 118 бит. Первым всегда передается бит 0, на каждый параметр зарезервировано 10 бит, в конце пакета некая последовательность бит, которая никогда не меняется.
Внутри десяти бит параметра значащие биты идут в начале, младший вперед. Остальные биты не меняются.
Стартовая последовательность является константой, посылается картой через паузу в 1,8 с после включения
000001011111000001011111001000000
передается слева на право.
Мой внутренний «Штирлиц» был приятно удивлен таким простым протоколом, и ,в тоже время, озадачен — зачем резервировать 10(!) бит для параметра,
если у него всего два, максимум четыре бита на значение?
Все можно было уместить в пять байт, а тут 118 бит.
Ну, да ладно — китайским программистам виднее. Возможно, это некий универсальный протокол и в других регуляторах он необходим, а тут как артефакт.
Мне надо только его повторить и эмулировать.
Далее, параметры надо разобрать по байтам и вывести пользователю — для этого используется COM порт, скорость 19200 и терминальная программа типа Putty.
Измененные параметры надо записать обратно в ESC.
Снова вооружаемся логическим анализатором — после передачи пакета ESC банально ждет на приеме, причем ждет бесконечно, до выключения питания.
Жму на карте кнопку «запись» и получаю 151 бит на запись ! 
Это просто «праздник какой-то»! Для записи каждый параметр теперь содержит уже 12 бит. Зачем? Неиспользуемые биты никогда не меняются!
Странная избыточность информации.
Одна заковырка все-таки всплыла.
Ни как не получалось понять последовательность бит для первого параметра 
Долго не понимал логики, стал вспоминать код Грэя, другие подвохи.
Из регулятора параметр 1 читается значением 1,2,3,4,5,6 (в двоичном виде естественно), а писать его надо как 2*(n+2) ещё и вычитать 1 для 16, чтобы получить 1111 в пакете.
В итоге, просто «в лоб» вывел зависимость перекодирования 1,2,3,4,5,6 в то, что надо посылать в ESC.
Остальные параметры передаются без «выкрутасов» простым двоичным кодом, младший вперед.
Ну, и на закуску, сделал установку всех параметров «по умолчанию» Reset, чтобы одной кнопкой вернуть все назад.
Терминалка в среде IDE ARDUINO мне не нравится — в строке ввода набрать символ и жать кнопку отправить, мне это неудобно.
Сплошной листинг putty как-то приятнее.
Да, я кажется ещё не сказал, что делается это все на ARDUIO pro mini. Можно nano использовать — там уже и COM порт с USB будет сразу.
После «расшифровки» протокола, относительно много времени заняла работа над пользовательским интерфейсом — как сделать удобно и красиво ввод и изменение параметров.
Выводится меню и пользователь номером из меню выбирает параметр, затем его значение и выходим снова в главное меню.
Сброс в дефолные значения R.
Запись в ESC происходит только по команде записи W, поэтому перебирать параметры в меню можно сколько угодно.
Мне такой интерфейс нравится 🙂
Совместимость с другими регуляторами не проверял, в виду отсутствия таковых.
В связи с относительной простотой программы, она написана линейно «в лоб» — без процедур, без оптимизации кода и т.п.
Даже в таком виде используется чуть больше половины ОЗУ на переменные, а Flash вообще «копейки».
Одну константу пришлось подбирать экспериментально — #define tImp 820 длительность тактового импульса.
Её значение надо немного уменьшить (т.е. уменьшить задержку) так как код ардуино сам вносит задержку в выполняемые команды (за это его ругают постоянно)
И вместо предполагаемых 835ms поставил 820 — остальное «дотянул» сам код. «На ноге» получились необходимые 835ms.
Название параметров в регуляторе и их значения взял с наклейки на карте.
Схему не рисую — на 10 ногу платы ардуино подать сигнал от регулятора (значек импульса на этикетке регулятора). Не забыть соединить землю.
Сам регулятор питать от штатного аккумулятора, включать переключателем.
Питание на ардуинку «по вкусу» — или от USB или от регулятора, НО ! регулятор дает 6V поэтому дуньку питать только через её вход RAW — на плате Ардуино стабилизатор.
Разумеется, не соединять + от USB и + от регулятора одновременно.
COM порт RX TX подключать через TTL-USB переходник , или взять ардуинку с USB на борту, например Nano.
Готово!
Имеем программу в коде Arduino, позволяющую настраивать регулятор HobbyKing ESC45A через COM порт.
Все выключено и обесточено.
Соединяем землю Ардуино и регуляора.
Подключаем Ардуино 10 нога к входу регулятора.
Подключаем Ардуино RX TX к USB-COM TTL переходнику, питание +5 на Ардуино берем от него, подключаем его в компьютер.
На определившийся в системе COM порт запускаем программу putty скорость 19200.
Жмем Reset на Ардуино — в программе putty увидим сообщение «Power ON HobbyKing X-CAR ESC», ардуино ждет включение регулятора.
Подключаем аккумулятор к ESC и включаем его питание (двигатель при этом можно не отключать, он не мешает).
Регулятор не будет пищать обмотками как при нормальном включении, так как наша программа переведет его в режим настройки.
На Ардуинке загорится и потухнет синий LED — индикатор обмена с ESC.
Через пару секунд в терминал будет выведено текущее состояние настроек регулятора, примерно так:
нажав кнопку oт 1 до 0, попадаем в следующий уровень меню — изменение параметра.
Нажатие Enter или любой недопустимой кнопки выводит меню заново.
Напрмер, выбираем 1. Нажимать Enter не нужно. Если ваша терминальная программа посылает CRCF автоматом — это надо отключить.(в терминалке IDE Ардуино, например)
символ ==> показывает текущее значение параметра. Признак [def] подсказывает значение, которое было по умолчанию.
Выбрав число 1. 6 мы изменим параметр на это значение и вернемся в предыдущее меню.
Если просто нажать Enter или любой другой символ — вернемся в верхнее меню без изменений.
Кнопка R установит все параметры в [def] значения.
Кнопка W запишет текущие настройки в регулятор. На плате Ардуино мигнет синий LED.
Выключаем регулятор.
Выключаем Ардуино.
Подключаем регулятор к штатному PWM порту радиоуправления.
Теперь ESC включится уже с новыми значениями настройки, а у нас останется платка Ардуино, которую можно будет перепрограммировать во что-нибудь ещё.
Источник
