Drone's DIYer

다음의 Benjamin Vedder의 VESC에 기반을 두지만 보다 개선하였다는 BitWizard ESC(BESC)의 소개입니다.

http://bitwizard.nl/shop/ESC/BitWizard-ESC

The BitWizard ESC is a VESC compatible Brushless DC motor controller. It is based on the VESC by Benjamin Vedder, but has a few interesting differences!

BitWizard ESC는 VESC 호환 Brushless DC 모터 제어기입니다. 이는 Benjamin Vedder의 VESC에 기반을 두었지만 몇 가지 흥미있는 차이점을 갖고 있습니다.

Instead of the single integrated DRV8302 chip, the BESC uses separate gate drivers, opamps and a stepdown converter. This provides slightly better gate drive, as well as a possible upgrade path to larger voltages later on. 

한 개의 집적화된 DRV8302 칩 대신에, BESC는 개별의 게이트 드라이버와 opamp, stepdown 컨버터를 사용합니다. 이는 보다 우수한 게이트 구동 능력을 제공하며, 나중에 더 높은 전압으로의 업데이트 가능성을 제공합니다.

LCD I2C/SPI Interface, with 20x4 LCD

The current design has an SPI connector allowing connection of a "console display". This feature is working right now. Another option for expansion through that connector is an SD card to allow logging your session. This may help in debugging problems with the performance.

현재의 설계는 "console display"의 연결을 위한 SPI 커넥터를 갖습니다. 이 특성은 지금 동작 가능하며 이 커넥터를 통한 또 다른 확장 옵션은 여러분의 session을 기록하게 하는 SD 카드입니다. 이는 성능과 문제점을 디버깅 하는데 도움을 줄 수 있습니다.

BitWizard ESC

Just like VESC, the BESC has(VESC와 같은 점):

• 60V theoretical MAX. In practise, some margin is required. Running on 14S LIPO is not recommended. 13S is tested works fine.

• 50A continuous motor current. There is a temperature sensor on the power board that instructs the CPU to reduce the current if things heat up too much.

• CAN bus connectivity. (currently untested).

• Uart connectivity.

• USB connectivity.

• A connector with "servo pinout" for PWM input, PWM output.

• Analog input for analog throttles.

Unlike the VESC the BESC has(VESC와 다른 점):

• A boot button. This allows you to use DFU(dfuse) to reflash your BESC no matter how messed up the firmware has become. No need for an STLINK debugger.

Boot 버튼. 이는 펌웨어가 아무리 뒤죽박죽 될지라도 여러분이 여러분의 BESC를 재기록하기 위해서 DFU(dfuse)를 사용하는 것이 가능하게 합니다. STLINK 디버거에 대한 필요가 없습니다.

• Separate gate drivers for the FETs.

FET들의 별도의 게이트 드라이버.

• All unused IOs of the CPU broken out to a testpad.

모든 사용되지 않는 CPU의 IO 핀들은 tespad로 마련되어 있습니다.

• A separate power board with all the FETs on one side. This allows you to cool the FETs with a heatsink against the PCB. (note: it is of no use to cool the plastic package of the FET. Cooling the PCB is what works.)

한 면에 모든 FET를 실장하는 분리된 power board. 이는 여러분이 heatsink로 FET를 식히는 것이 가능하게 합니다(note: FET의 플라스틱 패키지를 식히는 것이 필요 없다면, PCB를 식히는 것이 동작하는 것입니다).

Separate power board

• A stepdown from the motor voltage to 12V. This 12V is used for the gate drivers.

모터 전압을 12V로 stepdown. 이 12V는 게이트 드라이버를 위해서 사용됩니다.

• A stepdown from the 12V intermediate voltage to 5V. This 5V is used as the source for the 3.3V LDO for the CPU, but also provided on serveral connectors as a convenience to power for example a hall-sensor-throttle. On the VESC, they say you can use 1A, on the BESC the limit is slightly lower.

12V 중간 전압을 5V로 stepdown. 이 5V는 CPU의 3.3V LDO를 위한 소스이지만 예를 들어 홀센서 스로틀의 전력공급을 위한 편의를 위해서 몇 개의 커넥터를 제공됩니다. VESC 상에 그들은 여러분이 1A를 사용할 수 있다고 말하지만, BESC에서 한계는 약간 낮습니다.

During development we've had a lot of convenience of the separate power board. This allowed us to test with other FETs and stuff like that. When all is said and done, the IRFS7530 is a quite good fit. I could allow you to buy a version with cheaper FETs, but compared to the cost of the control module it doesn't make much sense to provide cheaper(smaller mosfet) power boards. But if you're interested anyway, get in touch.

개발하는 동안에 우리는 별개의 power board가 많이 편리하였습니다. 이는 우리가 다른 FET와 그와 같은 것과 테스트하는 것이 가능하였습니다. 모든 것을 종합적으로 고려해 보아 IRFS7530가 매우 적합하였습니다. 저는 여러분이 저렴한 FET 버전을 구매하도록 하였을 수 있습니다. 그러나 제어 모듈의 비용과 비교하여 이는 저렴한(작은 mosfet) power board를 제공하는 것이 큰 의미가 있지는 않습니다. 하지만 여러분이 어쨌든 관심있다면 연락주세요.

출처 : By Benjamin Vedder

http://vedder.se/2015/01/vesc-open-source-esc/

http://vesc-project.com/

https://github.com/vedderb/bldc(bldc 펌웨어 설계) : 모든 하드웨어 버젼에 사용

https://github.com/vedderb/bldc-hardware(bldc 하드웨어 설계) : v4.12까지

http://vesc-project.com/node/311(bldc 하드웨어 설계) : v6.4부터

https://github.com/vedderb/bldc-tool(bldc-tool 설계) : v2.18까지

https://github.com/vedderb/vesc_tool(vesc-tool 설계, bldc-tool의 새로운 버젼)

https://github.com/vedderb/bldc-logger(bldc-logger 설계)

https://github.com/vedderb(기타 프로젝터 설계)

VESC – Open Source ESC

Posted on January 7, 2015 and Post updated 2016-01-22

About this project

I have made many updates to my custom motor controller recently and the old post is getting confusing with notes and updates, I decided to write a new post about it that hopefully is more clear, more complete and easier to follow. This might sound a bit ambitions, but my goal is to make the best ESC available. I really enjoy sharing knowledge, so I want to keep all the hardware and software open.

저는 최근에 제 모터 제어기에 많은 개선을 해왔습니다 그리고 이전에 게시된 내용은 설명과 업데이트에서 혼선을 일의키고 있고, 저는 좀더 분명하고 좀더 완전하며 좀더 이해하기 쉽게 하기 위해서 새로운 게시글을 작성하기로 하였습니다. 이는 약간 애매할 수도 있지만 저의 분명한 목표는 가장 좋은 ESC를 만드는 것입니다. 저는 사실 지식을 공유하는 것을 즐깁니다. 따라서 저는 모든 하드웨어와 소프트웨어를 공개하기를 원합니다.

This is an overview of the schematic (download a complete PDF here):

This is the front of the PCB:

The back:

3D render from KiCad:

Some screenshots of the configuration GUI (BLDC Tool):

Resources

All files are on github to keep them up to date, so check these links on a regular basis:

• Hardware design

• Bill of materials

• Firmware

• Configuration GUI

• Video logger

• osx and windows builds of BLDC Tool, Video logger etc. by Jacob Bloy

Related posts

• Old post motor controller (just for reference)

• Video overlay logging

• Electric skateboard motor tutorial (KV, cells, etc.)

• Startup torque

• Hardware debugging

• Making a programmer

• Writing custom applications

• UART Communication

Forums

Because information about the VESC is scattered all over the internet and a lot of information is in email conversations with me, I have created a forum dedicated to the VESC here.

VESC에 대한 정보는 인터넷 상에서 퍼져있기 때문에 많은 정보는 저와 이메일로 대화합니다. 저는 여기에 VESC에 대한 포럼을 만들었습니다.

Live Chat

I have created an IRC channel on freenode where you can live chat with me and other users about VESC and my other projects. Feel free to join: http://webchat.freenode.net/?channels=vedder

Features

• 하드웨어와 소프트웨어는 오픈소스입니다. 다양한 CPU 리소스가 남았기 때문에 사용자 최적화는 무한합니다.

• STM32F4 microcontroller.

• DRV8302 MOSFET driver / buck converter / current shunt amplifier.

• IRFS7530 MOEFETs (other FETs in the same package also fit).

• DRV8302에 집적화된 buck converter로부터 외부 전자장치를 위한 5V 1A 출력.

• Voltage: 8V – 60V (Safe for 3S to 12S LiPo).

• Current: 수 초동안 250A까지 혹은 온도와 PCB 주변에 공기 순환에 의존하여 연속적인 약 50A.

• Sensored and sensorless FOC wich auto-detection of all motor parameters is implemented since FW 2.3.

• Firmware based on ChibiOS/RT.

• PCB size: slightly less than 40mm x 60mm.

• Current and voltage measurement on all phases.

• Regenerative braking.

• DC motors are also supported.

• Sensored or sensorless operation.

• A GUI with lots of configuration parameters.

• Adaptive PWM frequency to get as good ADC measurements as possible.

• RPM-based phase advance (or timing/field weakening).

• Good start-up torque in the sensorless mode (and obviously in the sensored mode as well).

• The motor is used as a tachometer, which is good for odometry on modified RC cars.

• Duty-cycle control(voltage control), speed control or current control.

• Seamless 4-quadrant operation.

• Interface to control the motor: PPM signal (RC servo), analog, UART, I2C, USB  or CAN-bus.

• Wireless wii nunchuk (Nyko Kama) control through the I2C port. This is convenient for electric skateboards.

• Consumed and regenerated amp-hour and watt-hour counting.

• Optional PPM signal output. Useful when e.g. controlling an RC car from a raspberry pi or an android device.

• USB포트는 모뎀 프로파일을 사용합니다. 그래서 안드로이드 디바이스는 루팅 없이 모터 제어기에 연결할 수 있습니다. 서보 출력, 주행거리계(odometry) 그리고 여분의 ADC 입력(센서를 위하여 사용될 수 있슴) 때문에 이것은 안드로이드( 혹은 raspberry pi)로 제어되는 RC 카를 개조하기에 완벽합니다.

• Adjustable protection against

• Low input voltage

• High input voltage

• High motor current

• High input current

• High regenerative braking current (separate limits for the motor and the input)

• Rapid duty cycle changes (ramping)

• High RPM (separate limits for each direction).

• 전류 한계에 도달했을 때 모터가 동작을 유지하면서 soft back-off 전략이 사용됩니다. 만일 전류가 너무 높다면, 모터는 완전하게 OFF 됩니다.

• RPM limit은 또한 soft back-off 전략을 갖습니다.

• Commutation은 모터 속도가 급격하게 변동할 때 조차도 완벽하게 동작합니다. 이는 이전 속도에 근거하여 지연을 추가하는 것 대신에 zero crossing 후에 자속을 적분한다는 사실 때문입니다. 

• 제어기가 커진 동안에 모터가 회전할 때 commutation과 회전방향은 추적됩니다. 같은 속도를 얻기 위해서 듀티 싸이클이 또한 계산됩니다. 이는 모터가 이미 회전중일 때 부드러운 출발을 얻게 합니다. 

• 모든 하드웨어는 센서 없는 자속 기준 제어(field-oriented control; FOC)를 위해서 준비되었습니다. 소프트웨어를 작성하는 것이 남아있습니다. 그러나 저는 FOC가 조금 정숙하게 동작한다는 것 외에 저 인덕턱스 고속 모터에 대하여 많은 이득을 갖는 것인지 아닌지 확신하지 못합니다. 센서 그리고 센서 없는 FOC는 FW 2.3 이후에 완전하게 구현되었습니다.