Étape 6: Electronics
Projet Big Bird requis deux circuits, chacun ayant des fonctions précises :
Circuit PIC à bord :
Envoyer/recevoir des données d’hôte PIC via radio
contrôle les fan d’ascenseur et les fans de la propulsion par l’intermédiaire de signaux de sortie PWM
lit les capteurs (convertir analogique en numérique)
Circuit de hôte PIC :
Envoyer/recevoir des données de l’ordinateur hôte via USB
envoi/réception de données avec l’hôte PIC via wireless
Photos des deux sont indiqués ci-dessous.
Schémas électriques apparaissent également sous
Puissance
À bord :
Prend + 6V de Novak vitesse électronique contrôle (ESC) puissance de sortie
S’exécute entièrement sur + 3.3V, produites par un régulateur de tension
Animateur :
Fonctionne sous + 5V de l’ordinateur hôte
Utilisations du module XBee + 3.3V, produites par un régulateur de tension
Microcontrôleurs (photos)
Nous choisissons d’utiliser les microcontrôleurs de la Microchip programme€™ s PIC18F famille en raison de la disponibilité et de notre expérience précédente. La feuille de données pour cette classe de microcontrôleurs se trouvent ici.
Par voie électronique, ces PICs exigent entre 2,5 et 5,5 V, bien dans le cadre des deux circuits.
Module sans fil
Pour réaliser le transfert de données sans fil entre l’ordinateur hôte et l’ascenseur à bord et les fans de propulsion, nous avons choisi d’utiliser un Module de RF XBee Pro OEM, comme indiqué ci-dessous
Le XBee fournit une solution de faible coût, faible consommation pour la communication sans fil. Elle offre une gamme de 300 pieds sur une fréquence standard 802.11. L’appareil est prêt à fonctionner dès la sortie de la boîte avec un soutien minime des circuits. Un schéma de broche est donné ci-dessous
Les broches 1 et 10 doivent être connectés à + 3, 3V et GND, respectivement. Pin 2, la XBeeà ¢ â â ¢ s nœud de sortie des données, se connecte à la broche 18 de chaque image. De même, les XBee entrée de données, la broche 3, crochets en sur la broche 17 de PIC. Ces quatre connexions sont tout ce qui est nécessaire pour envoyer et recevoir des données d’octets sans fil entre les PICs.
Pour plus d’informations sur le module XBee OED RF, Découvrez la fiche de données de fabricant.
Soulevez le ventilateur électronique
Gros Birdà ¢ â fan ¬â ¢ s lift est un Novak GTB/SS 10,5 Pro Brushless système, qui comprend le moteur, le régulateur de vitesse et autres composants nécessaires.
Ce système nécessite 4,8-7,2 V exécuter, quelle performance du moteur augmentant la tension d’entrée 7.2 V s’approche.
L’ascenseur fan Systema ¢ â variateur de vitesse électronique ¬â ¢ s (ESC) fournit un + 6V puissance aux côtés du câble de signal blanc qui fournit un contrôle PWM du ventilateur ascenseur. Cela + 6V a été diminuées à + 3, 3V et utilisées pour alimenter le circuit à bord.
Nous avons choisi de pouvoir Big Birdà ¢ â ¬ â ¢ s fan remontées avec un 7.2V batterie Team Orion carbone Edition Lithium Polymer 2 cellules.
Le choix de lithium-polymère pour le type de batterie permet de Runtime beaucoup plus long et un poids plus léger que les autres options, telles que NiMH (Nickel métal hydrure). La densité de puissance de ces batteries, ainsi que leur taux de disponibilité sont la raison pour laquelle nous sommes allés avec ces piles.
Pour plus d’informations sur le système de contrôle moteur de GTB Novak, consultez ce lien.
Les spécifications de la Team Orion batterie se trouvent ici.
Électronique de l’hélice
Pour fournir une poussée vers l’avant et vers l’arrière au grand oiseau, nous avons choisi d’utiliser les 2 systèmes de moteur brushless Electri-Fly Rimfire 22M-1000.
Ces moteurs offrent pitch-contrôle variable de l’hélice, nous permettant de basculer rapidement entre marche avant, marche arrière, en tournant et comportements au repos tout à une vitesse constante du moteur. Contrôle du pitch variable permet d’éviter une usure excessive sur les motorà ¢ â ¬ â ¢ s composants mécaniques et empêche aussi l’électronique de batterie et le moteur de propulsion de ressentir trop grande variabilité en tension et charges actuelles, qui sont clairement idéales pour une vie prolongée.
Les spécifications du moteur Rimfire indiquent que l’appareil fonctionnera entre 7,2 et 12 V, bien que notre expérience a montré que la portée effective ressemblait plus à 9-12 V.
Les spécifications du moteur Rimfire se trouvent ici.
Pour pouvoir le Rimfire moteur de façon optimale (le plus près 12 V que possible pour atteindre le plus grand potentiel de Poussée), nous avons choisi d’utiliser une 11,1 V 3-cellules Li-Po batterie faite par Hi-modèle, ci-dessous
On trouvera plus d’informations sur cette batterie ici.
Entrée par ultrasons
Afin de fournir une preuve de capteur de concept pour la plate-forme de gros oiseau, nous avons choisi d’ajouter un capteur de distance à ultrasons pour le prototype final. Issu de faible coût, disponibilité et plug-and-play facilité d’utilisation, on a choisi d’utiliser le capteur à ultrasons Maxbotix EZ1, illustré ci-dessous
Le EZ1 nécessite 2,5 à ¢ â â € 5,5 V, et pour notre mise en œuvre était propulsé à l’aide de la 3, 3V puissance du circuit à bord. Cette sensorà ¢ â ¬ â ¢ s spécifications indiquent qu’elle offre ~6.4 sortie mV/en analogique à cette tension, un facteur que nous avons trouvées concordent bien avec les valeurs observées.
Le diagramme de la goupille de ce capteur est illustré ci-dessous
Nous nous connectons Pin 1 GND et broche 2 pour le + 3.3V du circuit à bord.
Le sensorà ¢ â â ¢ s broche 5 (AN) fournit une tension analogique sortie mise à l’échelle à la lecture de la distance. Nous relions cette broche à AN0 sur le commandant de bord à bord, où il est transformé en une lecture numérique et envoyé sans fil à l’ordinateur hôte pour l’affichage.
La feuille de données pour ce capteur ultrasonique se trouve ici.
Alors que le capteur n’a actuellement aucune partie intégrante dans l’exercice de Big Bird, nous pensons qu’il offre une belle preuve de concept pour Big Birdà ¢ â capteur de s ¬â ¢ potentiel. Avec 5 entrées analogiques (AN0 à ¢ â â € AN4) disponible sur le commandant de bord à bord, beaucoup d’options pour l’avenir pour le contrôle de navigation existent avec les modifications de code approprié.
