Ich baue einen Arduino-basierten Quadrocopter. Ich habe bereits einen teilweise funktionierenden Prototyp gebaut und bereite jetzt die zweite Version vor, die wahrscheinlich die endgültige sein wird.
Anstelle des ganzen Arduino (UNO)-Boards (eigentlich ist es ein ziemlich kleiner Quadcopter, und das Board ist zu groß dafür), werde ich nur den Mikrocontroller ATMEGA328 verwenden. Ich habe es auf einem Steckbrett nach diesem Tutorial auf der Arduino-Website eingerichtet und es funktioniert gut ... wenn ich meine 4 Motoren nicht gleichzeitig verwende (aber natürlich, um einen Quadrocopter zu betreiben, brauche ich sie, um zusammenzuarbeiten).
Mein Quadcopter wird von einem einzelligen LiPo-Akku (3,7 V; 600 mAh; 2,22 Wh) betrieben: ein einzigartiger Akku für die 4 Bürstenmotoren, den Mikrocontroller und einige Sensoren. Wenn ich den ATmega328 direkt an die Batterie anschließe, genau wie die Motoren, fällt er manchmal aus und wird zurückgesetzt, z. B. wegen einiger Stromspitzen, die für die Batterie zu groß sind, wenn die Motoren starten.
Meine Frage ist also: Kann ich eine "stabile" Schaltung mit möglichst wenig Rauschen aufbauen, um den Arduino und die Sensoren erstens ohne Ausfallrisiko bei Stromspitzen im Motorkreis zu betreiben und zweitens zu bekommen die besten ADC-Ergebnisse usw.? Wie kann ich das machen?
Es ist kein Rauschproblem, das ist ein Problem mit der Entkopplung der Stromversorgung und ein allgemeines Problem mit solchen Motoren. Sie sollten auch versuchen, die Rotoren sanft zu starten oder jeden Rotor einzeln zu starten (starten Sie sie in eine Art Leerlaufmodus, und dann können alle zusammen hochfahren).
Die Stromversorgungsschaltung des Mikrocontrollers sollte parallel zur Rotorversorgung von der Lipo-Batterie abgehen, und die Verwendung einer Reiheninduktivität und Kondensatoren mit angemessener Größe für jede Größe (100uf-1000uf).
Auch wenn Sie Ihren Atmega328 mit 16 MHz betreiben, treten bei einer so niedrigen VCC-Spannung Störungen auf. Stellen Sie sicher, dass Sie es mit einer niedrigeren Taktfrequenz betreiben, oder besorgen Sie sich einen 1-Zellen-Lipo-zu-5-V-Aufwärtswandler (der übrigens gleichzeitig viel beim Entkoppeln hilft), um den Mikrocontroller und alle Sensoren zu betreiben.
Sie sollten den AVCC des ATMEGA328 (analoge Versorgungsspannung) weiter entkoppeln, indem Sie eine Ferritperle oder eine andere kleine Induktivität in Reihe von VCC zu AVCC mit geeigneten Kondensatoren mit kleinem Wert verwenden, die überall verstreut sind. VREF kann die interne Bandgap-Referenz sein, oder Sie können VREF mit AVCC verbinden und auswählen, externe VREF für den ADC zu verwenden.
Sie müssen den Mikrocontroller von den Motoren isolieren. Dies kann leicht mit einer separaten Batterie auf einer gemeinsamen Masse erfolgen, was Sie anscheinend nicht gerne tun möchten, oder mit einer Diode und einem ausreichend großen Kondensator auf der Seite des Mikrocontrollers. Sie benötigen einen kleinen Kondensator für geringes Leitungsrauschen und einen größeren, um kurze Ausfälle durch Batteriespitzen abzudecken.
Beachten Sie, dass eine Diode die Spannung zwischen Batterie und Mikrocontroller leicht absenken wird, also sollten Sie dies bei der Auswahl der erforderlichen Kapazität berücksichtigen. Eine Schottky-Diode hilft, den Abfall zu minimieren.
Spannungsspitze