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小四軸飛行器:驅動馬達

等待陀螺儀的這段時間馬達先來了,所以我們開始測試馬達驅動系統飛行器的馬達是透過Arduino發出PWM訊號,傳送給驅動器(小型為MOS FET,大型為電調)控制馬達的轉速,達到控制飛行器。為了測試我們的驅動電路,我們先寫一個簡單的PWM控制,讓PWM輸出值越來越大,到大極限的時候,又慢慢地變小,如果我們的驅動電路可以正常運作時我們應該可以聽到馬達的聲音漸漸地變大,然後漸漸地變小。

測試馬達之前我們先學習ArduinoPWM,學習的過程當中我參考了下面的網站

http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2011/07/6-pwm.html
http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2011/07/61-pwm-modes-part1.html
感謝Cooper Maa




      一開始我們先使用一個LED正腳接再PWM NanoD3,然後負腳接到GND,接著寫讓PWM變大變小的程式
然後又找到如下網站
葉難:Arduino練習:呼吸燈
http://yehnan.blogspot.tw/2012/02/arduino_16.html

使用網站上的程式碼,我們可以看到燈慢慢亮起來,又慢慢的暗下去,
如果看到這樣的結果代表我們的PWM範例程是可以動作。


當呼吸燈完成了,代表我們的程式碼是沒有問題的(如果有問題就是電路的問題),接下來只要把LED腳換成馬達控制腳,就可以測試我們的驅動。

查詢了一下SI2302,由下表可以知道為什麼選用這個IC ,這張表是在某個賣場抓到的
http://taiwan.tmall.com/item/20689248199.htm?

型號
電流
電壓
標示
極性
封裝
2SK3018
100MA
30V
KN
N通道
SOT23
2N7002
0.115A
60V
702
N通道
SOT23
AO3401
4.2A
30V
A19T
P通道
SOT23
AO3407
4.3A
30V
A79T
P通道
SOT23
SI2300
3.6A
30V
2300
N通道
SOT23
SI2301
2.3A
20V
A1SHB
P通道
SOT23
SI2302
2.5A
20V
A2SHB
N通道
SOT23
SI2303
1.4A
30V
N0191
P通道
SOT23
SI2305
3.5A
8V
A5SHB
P通道
SOT23
SI2306
3.5A
30V
A6SHB
N通道
SOT23

       我看到SI2302是一個FET 適合用在高速電源切換,就是說如果想要把ArduinoPWM輸出轉換成功率的PWM信號,使用這系列的FET就可以驅動。
        由以上表可以知道,因為最終我們使用720空心杯電流約在1.2A運轉所以SI2303可以使用,即使換上850空心杯(運轉電流2A)應該也是沒有問題。將來如果還有更大的有刷直流馬達要驅動,可以選擇更高的耐壓與耐流型號。

       線的選擇,本來凌爸想全部用OK線拉全部的線,但是身邊的朋友都說30AWGOK線耐不了2A,對於這些很外行,所以開始搜尋,為什麼叫做OK
http://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=4522883
這裡有人提到

        最後凌爸線徑選擇上保持了一個原則, Arduino出來的電流都不會超過400mA(超過Arduino就會燒掉),所以Arduino出來的電線可以放心的使用OK線,然而我看空心杯馬達的出線,大概是26AWG所以我們用粗過26AWG就沒有問題。

        電路圖與SI2302接腳圖,左下是控制的G,上面是馬達過來的D,右下是接地的S


        動手焊接時一拿出元件我就臉綠了,非常非常綠,SI2303的大小比米粒還要小,一半都不到,手抖的我根本沒有辦法接近IC他就被我推開了,在一旁的好友實在看不下去,接手過去將這三條線焊上這米粒般還要小的接點,看下圖,大概就是一元上的字體差不多大小,焊完了之後心情非常的沮喪,因為這超出我可以工作的範圍~~~~~~~


後來朋友跟我說,通常這麼小的原件,還是會去買電木板(洞洞板),然後把元件焊在上面,再焊接出來,這樣比較穩定,真是菩薩,給了我一盞明燈。

焊接完了,接上電源會轉,但是一點也不受控制,轉了半天他也沒有變快OR 變慢,只是一直轉。 灰心 灰心  灰心


後記:
為什麼Arduino出來的PWM是對的,IC也沒有焊錯,問題在於我使用了雙電源,因為升壓板還在路上,所以Arduino我使用行動電源供電,馬達使用鋰電池供電,Arduino D3打出PWM訊號並沒有與鋰電池共地,沒有構成迴路無法控制,所以解決方法只要將鋰電池的地線與ArduinoGND接再一起就可以了。



又過了兩天我買了洞洞板然後把IC與電阻焊接上去,那個二極體沒有焊接,因為手藝不好,飛輪二極體先省略。


      又過了兩天升壓板也來了,這是鋰電池當行動電源的板子,所以是由3.7V轉成5V,上面的USB母接頭對於我的小飛機看起來太過巨大,所以接下來的計畫是將上面USB金屬頭拔掉。







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正面  背面
上至下分別是 Arduino Nano,MPU6050(GY521),藍芽模組(4.0),至於固定的方式目前只是用一條雙面膠讓他們黏在上面,因為我還在考慮是否使用藍芽模組4.0還是2.1 ,2.1的好處是ARDUINO的燒錄與調適可以直接透過藍牙,如果是使用4.0就只能飛行與設定,不能燒入Arduino,但是藍牙4.0的優點是iphone 也可以控制,所以目前就先黏上藍牙4.0。

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圖片網址
http://www.pighixxx.com/test/portfolio-items/nano/


連接圖如下

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