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基於 Atmel ATSAM4S16-AU 的四軸飛行器解決方案

 2015-07-15

 

四軸飛行器是一種有四個螺旋槳且螺旋槳呈十字形佈局的小型飛行器,屬於多旋翼飛行器中最基本的一種。四軸飛行器具有可靠的穩定性,在複雜、危險的環境下可完成特定的飛行任務。它的應用十分廣泛,可用於救援物資投放、航拍,橋樑檢測,定點巡航等應用,具有不可估量的市場潛力。

ATSAM4S16-AU 屬於 Atmel 推出的 SAM4S 系列,Atmel® SAM4S 系列拓展了 Atmel Cortex-M 產品組合,增強了性能,提高了電源效率,具有 2MB 快閃記憶體和 160KB SRAM 的較高存儲密度,有用於連接、系統控制和類比介面的豐富外設套件,它豐富的介面資源更適用於要將所有資料連入的飛控 MCU。更重要的是,四軸飛行器有很多來自 IMU 的資料需要處理,而且還有複雜的控制演算法,對於主控 MCU 的性能要求較高,ATSAM4S16-AU 為 Cortex-M4 內核,繼承了ARM的優良性能,主頻可達 120 MHz,可以完成四軸飛行器複雜的功能和精准的控制,且採用封裝為 100-LQFP,較小的尺寸更加適用對於體積要求較高的飛行器。

世平集團於 2014 年 9 月推出基於 Atmel ATSAM4S16-AU 的四軸飛行器解決方案。採用 Zigbee 遠端遙控方式,控制範圍可達 500m 以上。飛行器配備陀螺儀、重力、壓力、磁力感測器,可測量飛行器的姿態角和速度資料,再利用高性能微處理器對資料做出分析,從而控制馬達的電子調速器的回饋運動,使飛行器可以平穩地在空中飛行。

 

 

【展示板照片】

展示板照片(正面)

【方案方塊圖】

方案方塊圖

【系統功能】

① Zigbee 遠程遙控:
本方案的遙控器採用基於 ZigBee RF4CE 協議的新型航模遙控器,帶有 PA,傳輸範圍可達 1~2km。
② 飛行控制:
本方案中的飛控板可應用 4~6 軸飛行器機身控制,可以控制飛行器前後、左右、旋轉,並可支援其他品牌的無線接收、電調。
③ 調節 BLDC 轉速:
本方案中的電調板可通過檢測反動電動勢的方式啟動 BLDC,MCU 產生不同占空比的 PWM 控制轉速。

【方案特性】

① 本方案遙控器是 IEEE802.15.4 相容無線電收發器,採用 Atmel SAMD20E16 為主晶片,ARM Cortex-M0+ 處理器,主頻可達 48MHz
② 本方案飛控板採用 Atmel ATSAM4S16-AU 為主晶片,120M Cortex-M4 處理低功耗 MCU,90uA/Mhz,可支援 I2C 介面協定的資料控制信號
③ 本方案電調採用 Atmel SAMD20E16 為主晶片,50M Cotex-M0 處理低功耗 MCU,90uA/Mhz,支援 400Khz PWM 控制,最大可驅動 20A BLDC 電機