Модуль питания контроллера коптера с встроенными датчиками напряжения и тока
Продолжаю цикл статей по устранению «граблей», появляющихся при постройке мультикоптера.
Предыдущий пост про двигатели
На сегодняшний день DIY коптер 450 класса, собранный из самых дешевых комплектующих из Поднебесной, «успешно» летает и на нем тестируются различные железки. Коптер постоянно дооснащается новым оборудованием. Часть оборудования лежит в коробках. В частности, подвес для экшн камеры еще ни разу не участвовал в боевых вылетах. Как оказалось, не зря я его еще не смонтировал, подвес вешать на коптер еще рано. Недавно столкнулся с неуправляемым снижением коптера. В процессе тестирования модуля питания вылезли из кустов странные ньюансы неприятного вида.
Модуль измерения тока, встроенный в плату питания (по факту испытаний на природе в полете коптера), оказался непригодным для коптера 450 класса. Точнее летать с ним можно —, но не далеко и не высоко. Кому интересно — подробности под катом.
Хочется сделать коптер на контроллере APM 2.8 таким, чтобы он летал и чтобы можно было править и заливать в него прошивку самому. Иначе это будет не собственный коптер, а снаряд для испытаний новых прошивок от сообщества ArduCopter. Выступать подопытным пилотом мне не хочется. Поэтому двигаюсь в направлении сбора собственных версий MissionPlanner и ArduCopter.
На данный момент получается компилировать MissionPlanner. Получается с переменным успехом летать, так как кто-то постоянно правит прошивку ArduCopter и что-то там периодически не работает. То автовозврат не работает, то не работает режим «AltHold». Совсем скоро собираюсь сделать обзорную статью по настройке и сборке коптера с нуля. Так как ArduCopter все же еще поддерживается сообществом и постоянно кем-то «допиливается», то можно попытаться сделать на нем хорошо летающий аппарат.
Решил я сделать автовозврат коптера по напряжению батареи и купил «стандартный» модуль питания ArduCopter с датчиком тока на микросхеме «INA169». Модуль всем хорош, кроме датчика тока. Как впоследствии оказалось модуль не нужен. Датчик напряжения можно заменить резистивным делителем 1/10. Контроллер полета вполне хорошо себя чувствует при питании от ESC регулятора одного из двигателей.
Данный датчик работает на шунте, роль которого выполняет SMD резистор номиналом 0,0005 Ом, на котором при токе 56А рассеивается мощность 1.6Вт. Эту мощность резистор по факту держит всего лишь 2 минуты, а потом начинает резко увеличивать свое сопротивление, вполоть до того, что срабатывает защита по напряжению (сильно просаживается) и коптер сам резко садится на землю прямо в том месте, где сейчас летал. Получаем еще одну проблему самопроизвольных посадок коптера. Это все же лучше, чем падения, но все равно неприятно.
Нашел несколько решений данной проблемы:
1) поставить новый константановый шунт (думаю, что найти его просто нереально), по типу как изображен на рис. ниже
2) поставить токовый датчик типа ACS758LCB-050B, но он будет работать на пределе своих возможностей. Есть еще модель на 100А, но ее купить проблематичнее. Стоимость датчика вполне бюджетная — 200 руб/шт;
3) сделать самодельный датчик тока на ферритовом кольце и датчике Холла
Решил на данный момент не усложнять себе жизнь и убрать токовый датчик вообще из схемы. Малые токи (менее 1А) данный датчик показывает хаотично и неправильно. Так что практическая польза от него сомнительна.
Датчик напряжения представляет из себя резитивный делитель напряжения с коэффициентом деления 1/10. По идее, данный модуль можно было и не покупать. Вся его ценность в импульсном преобразователе напряжения на 5.2в за 20 руб. предназначенном для питания контроллера ArduCopter.
Схема расключения разъема модуля питания следующая (см. рис.):
Назначение выводов PowerModule GM V1.0:
- масса
- масса
- выход резистивного делителя напряжения 1/10 (14К верхнее плечо и 1К4 нижнее плечо)
- выход датчика тока ИМС INA169
- выход питания +5.2В
- выход питания +5.2В
На ArduCopter разъем распаян аналогично. Ставьте себе резистивный делитель и делайте «FaileSafe» по напряжению. Датчик тока точно не нужен.
Еще одна железячная проблема решена. Удачных всем полетов. Напоследок видео с моего коптера.
