Flight controller for FPV drone.

Views: 24

Reverse engineering of a flight controller (SpeedyBee F405 V4 55A 30×30 Stack).

Мене зацікавила конструкція основних компонентів FPV-дрона. Першим варіантом, який я розглянув, був контролер польоту від китайської компанії SpeedyBee (F405 V4).

Прийняті позначення на друкованій платі (що мені стало зрозумілим після аналізу плати):

M* – М із цифрою це вихід керування моторами або сервоприводом, вихід ШІМ. Зазвичай М1-М4 застосовуються для керування у несучими двигунами. А М5-М8 для керування додатковими сервоприводами.

T* и R* – це вихід та вхід відповідного модуля UART.

SDA, SCL – це шина I2C для підключення зовнішніх пристроїв.

CAM – низькочастотний вхід відеосигналу із відеокамери дрона.

VTX – вихід відео на відеопередавач дрона (відео з накладанням параметрів польоту).

Політний контролер виконаний (начебто) на 4 шаровій платі, як на мене більше немає необхідності, із застосуванням технології via and pad. Фінішне покриття – імерсійне золото.

Габаритні розміри:

Почнемо із системи живлення.

Живлення плати польотного контролера надходить із плати BLS через з’єднувач A1002WR-S-8P-LCP.

Високовольтний DC/DC перетворення від вхідної напруги акумулятора в первинну напругу 9 і 5 вольт.

Тут застосовується MP9943 High Efficiency 3A Peak, 36V, Synchronous Step Down Converter With Power Good. Datasheet.

FEATURES
 Wide 4V to 36V Continuous Operating Input Range
 85mΩ/55mΩ Low RDS(ON) Internal Power MOSFETs
 High-Efficiency Synchronous Mode Operation
 410kHz Switching Frequency
 Synchronizes from 200kHz to 2.2MHz External Clock
 High Duty Cycle for Automotive Cold-crank
 Internal Power-Save Mode
 Internal Soft-Start
 Power Good Indicator
 Over Current Protection and Hiccup
 Thermal Shutdown
 Output Adjustable from 0.8V
 Available in an QFN-8 (3mmx3mm) package

Напруга 5 вольт використовується для живлення зовнішніх модулів та вторинних LDO для формування робочої напруги 3,3 вольта. Напруга 9 вольт, для живлення зовнішніх пристроїв, які вимагають 9 вольтового живлення.

Система живлення організована через діодний змішувач на діодах шотки від живлення від USB і вбудованого DCDC на 5 вольт. Шина 4.5 Вольт використовується для живлення низьковольтних LDO.

Низьковольтни LDO.

Для живлення цифрової логіки на платі польотного контролера використовується AMS1117-3.3s. Для живлення зовнішніх пристроїв, що вимагають 3.3 Вольта застосовується регулятор ME6206A33M3G. Для живлення гіроскопа/акселерометра ICM-42688-P застосовується окремий регулятор LDK320AM33R. Така побудова живлення дає можливість зробити коефіцієнт корисної дії максимально високим. Але варіант отримання живлення від схеми управління моторами, як на мене не є оптимальним, так (як покажу в іншій статті по управлінню BLDC) плата управління вносити широкий спектр перешкод в шину живлення і конструтивно правильно було б підключити живлення польотного контролера напряму від акумулятора.

MCU

Для управління польотом, застосований MCU STM32F405RGT6. У схемі підключення жодних спеціальних рішень немає.

USB

З’єднувач Type-C 16 pin TYPE-C 16P QTWT. З мінімальною кількістю копонентів, що забезпечують захист від статичної електрики.

AT7456E

Одноканальний монохромний генератор екранного меню (OSD) на базі AT7456E (аналог MAX7456 знять з виробництва) знижує вартість системи, усуваючи необхідність у зовнішньому відеодрайвері, роздільнику синхронізації, відеоперемикачі та EEPROM.

Под инфо: MAX7456  max7456.pdf

Memory Card Connector

XKTF-015-N

Sensors

На платі встановлено два датчики, датчик тиску SPL06-001 призначений визначення висоти. І ICM-42688-P виробництва TDK InvenSense High Precision 6-Axis MEMS MotionTrackingTM Device.

WI-FI модуль

Применен ESP32-C3FH4 с чип антеной AN2051-245.

Компоненти візуалізації (світлові ефекти)

PS: Схемотехніка виконана із мінімальною кількістю компонентів, компактний варіант, все орієнтовано на низьку ціну виробу.

Читайте продовження у наступній статті.

Схема контролера у PDF:

Flight controller for FPV drone - schematic. 9 МБ 6 downloads

Flight controller for FPV drone - schematic. ...

Скачать

Це може бути цікаво!