Контроллер электровелосипеда: что это, принцип работы, виды, выбор, популярные модели, подключение

Гироскоп и акселерометр полетного контроллера

Гироскоп и акселерометр — очень важные датчики, они определяют положение квадрокоптера в пространстве, а также движется ли он, посылают эти данные процессору, а тот уже решает, какому двигателю поддать газа, а какому наоборот, снизить обороты.

Акселерометр выполняет роль стабилизатора в пространстве, есть даже такой режим полета — «Режим стабилизации», при котором квадрокоптер невозможно будет перевернуть в воздухе и он всегда будет держаться параллельно земле (если просто отпустить стики на пульте). Опытные пилоты почти всегда летают в режиме АКРО, поэтому они отключают акселерометр или используют его крайне редко.

Гироскоп же выполняет роль определения положения квадрокоптера в пространстве.

Какие самые популярные гироскопы используются в полетных контроллерах? Смотрим таблицу ниже:

Гироскоп	Протокол коммуникации (BUS)	Макс. частота работы гироскопа
MPU6000	SPI, i2c	8K
MPU6050	i2c	4K
MPU6500	SPI, i2c	32K
MPU9150*	i2c	4K
MPU9250*	SPI, i2c	32K
ICM20602	SPI, i2c	32K
ICM20608	SPI, i2c	32K
ICM20689	SPI, i2c	32K

MPU9150 — это MPU6050 со встроенным магнитометром AK8975, а MPU9250 — это MPU6500 и тоже с магнитометром.

Номер и название гироскопа можно найти на самом чипе, например это — MPU-6000:

Выбор гироскопа: частота опроса и шумы

Есть два критерия, которые нужно учитывать при выборе полетного контроллера с конкретным гироскопом, это частота работы и чувствительность к шумам (электро- и механическим).

На сегодня самыми популярными и надежными считаются гироскопы MPU6000, у них частота работы 8KHz, а также они достаточно не чувствительны к шумам. Советуем не покупать полетные контроллеры с гироскопами MPU6500 и MPU9250, у них хоть и частота выше, но они больше подвержены воздействию шумов.

Серия гироскопов ICM работает лучше и плавнее, чем MPU6000 на 32KHz, но из-за шумных двигателей и регуляторов оборотов производительность ICM будет ниже, чем MPU6000. Например, ICM20602 на Raceflight Revolt V2 или ICM20689 на Kakute F4, оба этих гироскопа могут работать на частоте 32KHz, но с регуляторами оборотов, которые генерируют много шума, они работать будут хуже, чем MPU6000. По этой причине на полетные контроллеры устанавливают сетевые фильтры для частичного удаления шумов.

i2c и SPI

SPI и i2c — это протоколы связи (BUS) между процессором и гироскопом . В зависимости от того, какой будет протокол, будет зависеть скорость работы самого гироскопа. Гироскоп сможет работать на частоте 32KHz с протоколом SPI, в то время как на i2c можно рассчитывать на «потолок» в 4 KHz. Поэтому выбирайте ПК с SPI.

В чем суть его работы

Принцип действия буст контроллера заключается в увеличении вращений турбины. Делает это он вместе с пневматическим клапаном, установленным в шланг впуска. Подробней обо всем. Достигнув требуемых параметров турбинных оборотов, водитель также может в любой момент все вернуть обратно. Благодаря зажиму данного клапана, излишек воздуха из коллектора не выходит. Именно за счет этой способности буст контроллера, в разы увеличивается крутящий момент двигателя. В результате машина становится динамичной.

Устройства электронного типа отличаются высокой производительностью. Способны учитывать стиль вождения любого автолюбителя. 

Подключение контроллера к светодиодной ленте

Подключение контроллера лучше осуществлять с помощью разъемов для монтажа RGB-ленты, потому что это быстрее и проще в ремонте, чем соединение с помощью пайки. Чтобы добавить отрезок достаточно надеть коннектор на конец ленты соответственно цепям. По схеме (клемма на блоке – контактный пятачок на ленте).

• Red-R;
• Green-G;
• Blue-B;
• +Vout-+Vin.

Многоцветная лента использует для питания общий плюс, а управление ведется по минусовой шине.

Контроллер может быть многозональным, это значит, что на нем предусмотрено управление более чем одной световой зоной. Вы можете подключить несколько различных участков и управлять ими независимо. В таком случае соединение будет аналогичным вышеописанному однозонному, только повторяется для каждой зоны соответственно. Некоторые модели подсоединяются к БП не через клеммные колодки, а круглым разъемом «папа», естественно, на блоке питания должно быть такое же гнездо, но типа «мама» или наоборот.

0%

На 36 В.

На 12 В.

Зависит от конструкции.

На 24 В.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Почему у очень длинной ленты удаленные от питающих проводов светодиоды светят тускло?

Они не могут светить тускло – все светодиоды включены параллельно на одну питающую шину ленты.

Из-за большой длины ленты на ее токопроводящих дорожках падает напряжение.

Предыдущие светодиоды забирают все напряжение.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Почему разрезать ленту можно только в специально предназначенных местах?

Чтобы не вызвать короткое замыкание.

Чтобы не нарушить схему питания группы светодиодов.

Чтобы не испортить всю ленту.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Можно ли светодиодную ленту погружать в воду?

Можно – она питается низким напряжением.

Категорически нельзя.

Можно, если она имеет герметичное исполнение (IP67 и выше).

Верно! Не верно!

Продолжить »

RGB лента состоит из разноцветных или трехцветных светодиодов?

Зависит от конструкции – может быть и так, и так.

Разноцветных, установленных поочередно.

Трехцветных.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Можно ли светодиодную ленту использовать для освещения

Нельзя – можно испортить глаза.

Можно, если создаваемого ею светового потока для этого достаточно.

Нельзя – она очень слабо светит.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Все ли ты знаешь о светодиодной ленте

Ты абсолютно ничего не знаешь о светодиодной ленте. Советуем почитать наши статьи в разделе светодиодная лента.

Ты очень слабо знаешь принцип работы светодиодной ленты. Советуем почитать наши статьи в разделе светодиодная лента.

Ты неплохо разбираешься в принципе работы светодиодной ленты, но есть некоторые пробелы.

Ты очень хорошо знаком со светодиодными лентами.

  Перепройти тест!

Предыдущая
Светодиодная лентаПодключение и управление светодиодной лентой к arduino
Следующая
Светодиодная лентаКак подключить светодиодную ленту и не допустить ошибок

Виды контроллеров

Существует три типа контроллеров для солнечных батарей, отличающиеся своей функциональностью и ценой соответственно.

• ON/OFF контроллер – самый простой из существующих. Редко применяется в современных системах, т.к. имеет массу недостатков. Суть его работы заключается в том, что он просто отключает поступление электричества с солнечной панели при достижении максимального заряда батареи. Напряжение и сила тока при этом будет изменяться в зависимости от интенсивности работы самих панелей. АКБ при этом сама регулирует сколько «взять» тока.

  В итоге, максимальный ток достигается при 70% уровня заряда, контроллер срабатывает. Батарея быстро приходит в негодность. Двумя ощутимыми достоинствами такого устройства является его стоимость и возможность собрать такой контроллер солнечных батарей своими руками.

• ШИМ или PWM – контроллеры обеспечивают ступенчатую зарядку АКБ путем переключения между различными режимами заряда. Эти режимы, в свою очередь, выбираются автоматически в зависимости от степени разряженности аккумулятора. АКБ заряжается до 100% за счет повышения напряжения и понижения силы тока. Недостатком такого контроллера являются потери при зарядке аккумулятора – до 40%
• MPPT контроллер. Наиболее экономичный и современный способ организовать зарядку аккумуляторной батареи от солнечных панелей. Этот вид контроллеров работает по вычислительной технологии. В каждый момент времени он сравнивает напряжение, подаваемое с солнечных панелей с напряжением на аккумуляторе и выбирает оптимальные преобразования для того, чтобы получить максимальный заряд АКБ.

Ограничения ПЛК

Как отстирать засохшую краску с одежды

Рекомендации по выбору инструмента

Порядок действий, как выбрать ручную ножовку по дереву, довольно прост:

Определите цель, для какой будет использован инструмент. Для столярных работ выбирайте изделия с мелкими зубьями, обеспечивающие высокую точность распиловки, для плотницких – полотна с крупными зубьями.
Частота применения. Если ручная пила будет использоваться только для разовых работ, выбирайте инструмент с калеными зубьями. Ресурс эксплуатации этого типа изделий довольно большой. Кроме того, вам не придется в процессе эксплуатации беспокоиться о заточке и разводе зубьев.
Равномерность полотна

Осматривая инструмент, попробуйте осторожно согнуть полотно, задав угол в 30-45°, а затем отпустите его. Повторно осмотрите полотно: малейшие отклонения в точке сгиба даже в пределах 2 мм указывают на низкое качество металла.
Стоимость изделия

Как и при выборе других инструментов, учитывайте, что качественные модели ведущих брендов всегда на порядок дороже ширпотреба. Эта переплата выступает своего рода гарантией износостойкости и долговечности пилы. Но для разовых работ нет смысла тратиться на дорогой инструмент.

Обычные рукоятки делают из пластмассы. Сборные пластмассовые ручки, выполненные из двух половинок, не обладают достаточной жесткостью. Намного удобнее работать с инструментом, имеющего цельнолитую рукоятку, которая оснащена прорезиненой подложкой для пальцев. Наличие резиновой вставки позволяет делать более плотный хват, предупреждая образование мозолей на ладони.

Обращайте внимание на конструкцию рукоятки инструмента: желательно, чтобы она имела эргономичную форму, позволяющую правильно передавать усилие на полотно

В продаже встречаются изделия со стандартными и перекидными ручками. Второй вариант удобен тем, что позволяет при необходимости заменить изношенное полотно на новое.

Учитывайте и то, что далеко не все ручные пилы поступают в продажу уже заточенными. А от этой, казалось бы, мелочи во многом зависит то, насколько скоро вы сможете приступить к работе.

Фирм, изготавливающих ножовки, на рынке представлено множество. Судя по отзывам, хорошо себе зарекомендовали: ножовка «Зубр» отечественного производства, Gross Piranha совместного германо-китайского сотрудничества, Irwin Xpert производства США. Они славятся достойным качеством при невысокой цене, которая варьируется в пределах 10-20 у.е.

Напоследок предлагаем вам посмотреть видео с советами по выбору:

Рекомендации по выбору инструмента

Порядок действий, как выбрать ручную ножовку по дереву, довольно прост:

Определите цель, для какой будет использован инструмент. Для столярных работ выбирайте изделия с мелкими зубьями, обеспечивающие высокую точность распиловки, для плотницких – полотна с крупными зубьями.

Частота применения. Если ручная пила будет использоваться только для разовых работ, выбирайте инструмент с калеными зубьями. Ресурс эксплуатации этого типа изделий довольно большой. Кроме того, вам не придется в процессе эксплуатации беспокоиться о заточке и разводе зубьев.

Равномерность полотна

Осматривая инструмент, попробуйте осторожно согнуть полотно, задав угол в 30-45°, а затем отпустите его. Повторно осмотрите полотно: малейшие отклонения в точке сгиба даже в пределах 2 мм указывают на низкое качество металла.

Стоимость изделия

Как и при выборе других инструментов, учитывайте, что качественные модели ведущих брендов всегда на порядок дороже ширпотреба. Эта переплата выступает своего рода гарантией износостойкости и долговечности пилы. Но для разовых работ нет смысла тратиться на дорогой инструмент.

Обычные рукоятки делают из пластмассы. Сборные пластмассовые ручки, выполненные из двух половинок, не обладают достаточной жесткостью. Намного удобнее работать с инструментом, имеющего цельнолитую рукоятку, которая оснащена прорезиненой подложкой для пальцев. Наличие резиновой вставки позволяет делать более плотный хват, предупреждая образование мозолей на ладони.

Обращайте внимание на конструкцию рукоятки инструмента: желательно, чтобы она имела эргономичную форму, позволяющую правильно передавать усилие на полотно

В продаже встречаются изделия со стандартными и перекидными ручками. Второй вариант удобен тем, что позволяет при необходимости заменить изношенное полотно на новое.

Учитывайте и то, что далеко не все ручные пилы поступают в продажу уже заточенными. А от этой, казалось бы, мелочи во многом зависит то, насколько скоро вы сможете приступить к работе.

Фирм, изготавливающих ножовки, на рынке представлено множество. Судя по отзывам, хорошо себе зарекомендовали: ножовка «Зубр» отечественного производства, Gross Piranha совместного германо-китайского сотрудничества, Irwin Xpert производства США. Они славятся достойным качеством при невысокой цене, которая варьируется в пределах 10-20 у.е.

Напоследок предлагаем вам посмотреть видео с советами по выбору:

Принцип работы блока управления

Сигнал идущий на приспособление исходит от ручки акселератора. Устройство принимает данные и отталкиваясь от них изменяет частоту вращения электродвижка. Для того чтобы продлить срок работы агрегата, во время замедления должно обеспечиваться плавное понижение длины импульсов. Помимо всего прочего, контроллер может предложить электробайку движение задним ходом.

Устройство продлевает жизнь аккумулятору, который не должен доходить до глубокого разряда. Для этого в блок управления внедряется пороговый показатель заряда и когда он достигается, происходит отключение электродвигателя. Контроллер отслеживает температуру системы, что не допускает токовый перегруз. При подборе управляющего устройства нужно в обязательном порядке учитывать напряжение АКБ, максимальный рабочий ток и другие параметры.

Подбор контроллера по максимальной нагрузке, зарядному току акб и по количеству акб

Одним из важных аспектов выбора контроллера является максимальная выходная мощность контроллера, которая должна учитываться как со стороны контроллера, так и со стороны акб. Рассмотрим почему.

Допустим, имеем комплект акб большой емкости. Соответственно чтобы зарядить данные акб в течение дня, контроллер должен выдавать необходимую мощность, ну и мощность подключенных солнечных батарей должна быть, естественно, не меньшей. Если мощность контроллера и массива солнечных батарей будет меньше, то акб не успеют зарядиться в течение дня, и при постоянной нагрузке разрядятся еще больше, и так каждый раз, что скажется на их последующем ресурсе.

Если подключенные акб к солнечному контроллеру имеют маленькую емкость. Для современных контроллеров эта проблема уже не актуальна, но стоит рассмотреть такой вариант

На старых или простых контроллерах очень важно было подобрать контроллер, мощность которого с равной мощностью солнечных батарей позволят в течение дня зарядить акб, разряженный за ночь, и обеспечить питанием дневные электрические нагрузки. Для аккумуляторных батарей максимальный зарядный ток не должен превышать 30% от номинала емкости, если акб имеет емкость 100АЧ, то зарядный ток не должен превышать 30 Ампер

Если же мощность солнечной системы была бы избыточна, то контроллер продолжал бы заряжать акб даже после полного их заряда, не опуская зарядный ток и напряжение, что приводило к закипанию электролита, его кипению, вскипанию и порче аккумулятора. Современные контроллеры имеют встроенный компьютер, который следит за параметрами акб, имеет программу заряда, управляемые реле отключения, а также может регулировать ток и напряжение заряда.

Это интересно: Как не зацепить провод во время сверления?

Устройства на микроконтроллерах

Каждый из видов контроллеров имеет свои периферические устройства, которые работают автономно, т. е. независимо от центрального ядра. После того как периферийное устройство выполнит свою задачу, оно может сообщить об этом ЦП, а может и не сообщать. Это зависит от того, как оно запрограммировано.

На МК могут быть следующие устройства:

• Аналоговый компаратор. Основная его задача сравнивать поступающее (измеряемое) напряжение с идеальным. Если измеряемое напряжение выше, чем идеальное, то компаратор выдает сигнал логической 1 (прибор отключается), если ниже, то логический 0 (прибор продолжает работать).
• Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Измеряет аналоговое напряжение в период времени и выдает его в цифровой форме. Есть не у всех МК.
• Таймер/счетчик. Представляет собой сочетание 2-х форм таймера и счетчика. Таймер формирует интервалы времени, а цифровой счетчик считает количество импульсов, идущих от внутреннего генератора частот, или сигналы от внешних источников. Одним из представителей работы таймера /счетчика может быть ШИМ (широтно-импульсный модулятор). Он предназначен для управления средним значением напряжения при нагрузке.
• Сторожевой таймер. Его задача перезапускать программу через определенный временной промежуток.
• Модуль прерываний. Он сообщает МК о наступлении какого-либо события и прерывает выполнение программы. После завершения события возобновляет прерванную программу.

Не все из этих периферийных устройств обязательно есть в каждом МК. Существуют и другие, менее распространенные устройства.

Виды комнатного растения

Программируемый логический контроллер ПЛК

Микроконтроллер представляет из себя износоустойчивое устройство управления, состоящее из микропроцессора, памяти и различных периферийных устройств. Программируемый логический контроллер использует обычно стандарт МЭК 61131-3 (IEC 61131-3). Присуща ПЛК релейная логика (лестничная), читаемая как и простые электрические схемы, делает его еще более популярным. Большинство разработчиков и обслуживающего персонала имеют опыт работы и отладки релейных систем, что сводит к минимуму потребность в обучении. Унифицированное программирование обеспечивает долговечность, так как машина легко может обслуживаться в будущем и, при этом, сводится к минимуму потребность в разработчике программы. Основным ограничением ПЛК является то, что основное  их назначение – замена реле, таймеров, ввода/вывода. Это ограничило его функциональные возможности, когда он подошел к сфере управления движением и визуализацией.

Стандартные ПЛК обычно зависят от периферийных устройств, таких как смарт-диски и автономные контроллеры движения, для расширения их функциональных возможностей. Потенциальный минус таких архитектур управления – необходимость поддержания отдельных программ для каждого устройства. Смарт приводы и автономные контроллеры движения довольно часто используют собственные языки, чем отменяется преимущество МЭК 61131-3.

Будущее обслуживание таких систем довольно сложно. Это вызвано тем, что не всегда удается легко определить что контролирует ПЛК, а что контроллер движения. При отсутствии надлежащей документации для понимания работы механизма, как правило, открывают шкаф управления и с помощью мультиметра пытаются отследить соединения, или же с помощью ноутбука путем подключения к периферийным устройствам. Если проводящий ремонт человек не знаком с «родным» языком контроллера движения, такой  процесс ремонта или диагностики может затянуться на неоправданно длительный срок – а это простой оборудования и, как следствие, финансовые потери, что при крупном производстве может составлять очень большие суммы.

Программное обеспечение

Контроллеры движения

Контроллеры движения предлагают проектировщикам узконаправленные функциональные возможности для координации и управления движением двигателей внутри механизма. Производители контроллеров движения разработали целый ряд устройств на основе смарт-дисков, PCI карт, Ethernet, и почти всего семейства Fieldbus.  Централизованные и распределенные решения предлагают разработчикам почти безграничные возможности по созданию системы, наилучшим образом соответствующей их требованиям в плане производительности, стоимости и габаритов. В общем, контроллеры движения используют свой собственный язык, но с учетом внешних команд движения. Большинство контроллеров движения эволюционировали и включают в себя некоторые функции контроля связанные обычно с ПЛК, такие как мониторинг температуры и дискретного управления вводом/выводом.

Машины, предназначенные для работы с конкретным контроллером, могут включать в себя как расширенные функциональные возможности, так и сжатые (если речь идет о расширении функционала). Например, у контроллеров движения Single-PCB нельзя добавить дополнительные оси управления без заказа нового модуля с завода.

Популярные статьи

Трубы для водяного пола и основные критерии их выбора.

Для того что бы подобрать оптимальный вид труб, следует чётко представлять себе условия, в которых они будут функционировать. Помимо этого нужно представлять себе некоторые особенности тёплых водяных полов:

• Рабочая температура теплоносителя в тёплых полах редко превышает температуру в 50 градусов. Обычно она колеблется в пределах 30-40 градусов. Поэтому материал, применяемый при изготовлении труб тёплого пола должен обладать очень хорошей теплопроводностью (для передачи тепла сквозь цементную стяжку)
• Длина прокладываемой трубы довольно часто превышает длину в 100 м. (длина зависит от диаметра). Поэтому, для облегчения работы насоса, внутренние стенки трубы должны быть как можно более гладкими.
• При нагревании контура труб водяного пола происходит его удлинение. Поэтому материал труб должен иметь небольшой коэффициент теплового расширения. Либо обладать достаточной эластичностью и прочностью оболочки, для препятствия деформации и разрушениям.
• При возникновении форс-мажорных обстоятельств, в случае поломки коллектора, материал должен выдержать температуру воды центральной системы (70-90 градусов)
• Помимо вышеперечисленного материал должен обладать следующими свойствами: повышенной защитой от коррозии, полной герметичностью, простотой установки и отсутствием стыков. Такого тщательного подбора материала можно избежать выбрав электрический теплый пол.
• Трубы и комплектующие должны иметь приемлемую цену.

Итог

Выбирая контроллер, рекомендуется обращать внимание на число точек (вывод и ввод), потому что этот параметр говорит о возможности прибора в коннекте с дополнительными устройствами. Рекомендуется заблаговременно определиться с минимальным числом коммуницирующий техники

Важно учесть, что приборы малой категории располагают не внушительным числом разъемов

Если покупатель заинтересован в технике с количеством разъемов более 8 единиц, стоит заострить внимание на моделях средней и большой мощности. При интеграции конкретной модели в производство с уже предустановленной техникой необходимо проверить возможность совместимости нового контроллера и работающего оборудования

В случае несовместимости между старой и новой техникой, обмен информацией и исполнение задач исключены. В редких случаях допускается контакт с мелкой электрикой и предустановленным аппаратом, но коннект с полноценным устройством, зачастую, невозможен.

Контроллеры средней и большой мощности предоставляют владельцу широкий спектр возможных моделей для совместной работы. Электроника малой группы подобных возможностей не предоставляет, а оператору допускается подключать лишь мелкие приборы, вроде датчиков, но лишь на конкретных моделях.

В старые времена, контроллеры считались маломощным и медлительным оборудованием для произведения автоматизации. Современные реалии позволяют осуществлять автоматизацию без лишних промедлений, а мощностных показателей хватает даже у наиболее бюджетных приборов. Оператору стоит учитывать, что оценка скорости работы конкретного контроллера возможна только при осуществлении работы техникой. Проще говоря, необходимо составить тестовую программу и проверить скорость работы на предмет соответствия требованиям производства. На рынке существуют бренды, которые интегрируют функцию оценки цикличной скорости в продукцию.

Также, программные возможности в контроллерах ограничиваются по определению, но, чтобы уложиться в оные границы, необходимо располагать гигантским производством (вряд ли в мире существуют производства подобного масштаба). Статистические данные говорят о том, что четверть объемов мощностей среднего контроллера уходит на обслуживание техпроцесса, а остальной потенциал задействован в обработке вышеупомянутой операции (выявление и устранение ошибок). Также, рабочий баланс напрямую связан с манерой составления программы. Грамотный оператор способен произвести расчёт, который обеспечит автоматизацию и на контроллере малой мощности, а новички, нередко, чрезмерно загружают и передовых представителей подобной техники.

Рекомендуется заострять внимание также и на вопросах среды при составлении программ для контроллера. Если опираться лишь на функционал прибора, существует вероятность ошибиться с выбором

Отправляясь покупать ПЛК, соискателю стоит придерживаться следующих пунктов:

1. Выяснить наименование бренда и серии предустановленной на производстве электроники.
2. Исходя из предыдущего пункта выбрать конкретный бренд (либо соответствующий предустановленному, либо располагающий возможностью к совместной работе).
3. Убедится в наличии достаточного числа разъемов у выбранной модели.
4. Учесть сетевые возможности электрики работающей и новой.
5. Учесть совместимость выбранного оборудования и пункта управления.
6. Учесть мнение оператора (если оный располагает достаточным опытом) о выбранной технике.

Остальные критерии зависят от платежной способности покупателя и личных взглядов его на ПЛК. Также, стоит учитывать, что подобные приборы нередко отсутствуют на складах дистрибьютора, поэтому необходимо заранее рассчитывать время на покупку (возможно придется ждать завоза на склад) и установку оборудование.