En el ámbito del control de motores de drones, dos protocolos de comunicación predominantes son CAN (Red de Área de Controlador) y PWM (Modulación por Ancho de Pulso). Cada protocolo presenta características, ventajas y limitaciones específicas. Comprender estas diferencias es crucial para seleccionar el sistema adecuado para diversas aplicaciones, especialmente en el exigente entorno de los drones agrícolas.

CAN (Red de área del controlador)

PODER Es un protocolo de comunicación digital robusto, diseñado para la transmisión de datos fiable y de alta velocidad. Inicialmente desarrollado para la industria automotriz, se ha adoptado ampliamente en diversos campos, incluyendo la tecnología de drones.

Principios técnicos del CAN:

• Comunicación digital:CAN utiliza una técnica de señalización diferencial, que implica el envío de dos señales complementarias para reducir el ruido y mejorar la confiabilidad.
• Marcos de datos:Los datos se transmiten en tramas, que incluyen no solo la carga útil de datos sino también información de direccionamiento, bits de control y bits de detección de errores.
• Manejo de errores:CAN tiene mecanismos integrados para la detección y corrección de errores, incluidas comprobaciones de redundancia cíclica (CRC) y ranuras de reconocimiento.
• Multi-Master:CAN admite una arquitectura multimaestro, lo que significa que cualquier nodo puede iniciar la comunicación sin un controlador central.

Ventajas de CAN:

1. Comunicación digitalCAN utiliza señales digitales para la transmisión de datos, lo que permite un control preciso y fiable del motor. Esta naturaleza digital garantiza que las instrucciones sean claras y menos propensas a errores.

2. Alta resistencia a las interferenciasLas señales digitales de CAN son altamente resistentes a la interferencia electromagnética (EMI), lo que es fundamental en entornos con ruido electrónico significativo.

3. Transmisión de datos multifuncionalAdemás de controlar el acelerador del motor, la tecnología CAN puede transmitir una amplia gama de datos, como la velocidad, la temperatura, la corriente y otros parámetros operativos del motor. Esta completa transmisión de datos facilita la monitorización y el diagnóstico avanzados.

4. Control de circuito cerradoCAN habilita sistemas de control de lazo cerrado. La retroalimentación en tiempo real del motor permite ajustar dinámicamente los parámetros de control, garantizando un funcionamiento estable y eficiente.

5. Detección y corrección de errores:CAN tiene mecanismos integrados de detección y corrección de errores, que mejoran la confiabilidad de la comunicación y reducen las posibilidades de corrupción de datos.

6. Reducción de la complejidad del cableado:CAN permite que varios dispositivos se comuniquen a través de un solo bus, lo que reduce la complejidad y el peso del cableado, lo que resulta ventajoso en aplicaciones de drones.

PWM (modulación por ancho de pulso)

PWM Es un protocolo de comunicación analógico más simple, donde se varía el ancho de un pulso para controlar la velocidad y la dirección del motor. Es ampliamente utilizado debido a su sencilla implementación.

Principios técnicos de PWM:

• Control analógicoEl PWM modula la anchura de los pulsos digitales para simular diferentes niveles de potencia del motor. La anchura del pulso (ciclo de trabajo) determina la velocidad del motor.
• Frecuencia de la señal:Las señales PWM normalmente funcionan a una frecuencia fija, con el ciclo de trabajo ajustado para controlar el voltaje y la corriente de salida.
• Ciclo de trabajo:El porcentaje de un período en el que la señal está activa.Un ciclo de trabajo más alto corresponde a una mayor potencia de salida y una velocidad del motor más rápida.

Ventajas de PWM:

1. Sencillez:PWM es relativamente sencillo de implementar y comprender, lo que lo convierte en una solución rentable para las necesidades básicas de control de motores.

2. Bajo costoEl hardware necesario para PWM generalmente es menos costoso en comparación con CAN, lo que lo convierte en una opción atractiva para aplicaciones con presupuesto limitado.

3. Amplia compatibilidad:La mayoría de los controladores de motores admiten señales PWM, lo que garantiza una amplia compatibilidad y facilidad de integración.

Desventajas de PWM:

1. Susceptibilidad a la interferencia:Como señal analógica, PWM es más susceptible a interferencias electromagnéticas, lo que puede provocar la degradación de la señal y un control del motor poco confiable.

2. Funcionalidad limitada:PWM controla principalmente la velocidad y la dirección del motor, pero no admite la transmisión de datos adicionales, como el estado del motor o los parámetros operativos.

3. Control de lazo abiertoLos sistemas PWM generalmente operan en una configuración de circuito abierto, sin retroalimentación en tiempo real, lo que puede generar problemas de estabilidad y control menos precisos.

¿Por qué enfatizar CAN?

En las aplicaciones de drones modernos, especialmente en entornos complejos y exigentes como la agricultura, el énfasis en CAN sobre PWM se debe a varios factores críticos:

1. Alta precisión y confiabilidadLa naturaleza digital de CAN permite un control del motor de alta precisión, crucial para tareas que requieren un rendimiento estable y preciso.

2. Estabilidad mejoradaIncluso en escenarios de GPS único sin correcciones RTK (Cinemática en Tiempo Real), CAN puede mantener un vuelo estable. Esto se debe a que los sistemas CAN pueden integrar datos de diversos sensores (como IMU, barómetros y magnetómetros) para ajustar dinámicamente el control del motor.

3. Manejo integral de datosLa capacidad de CAN para gestionar la transmisión integral de datos garantiza un mejor monitoreo y diagnóstico, lo que conduce a un mejor mantenimiento y eficiencia operativa.

4. Robustez en entornos hostiles:La fuerte resistencia a la EMI hace que CAN sea la opción preferida en entornos industriales y agrícolas donde prevalecen las interferencias.

5. Escalabilidad y flexibilidadLa capacidad de CAN de admitir múltiples dispositivos en el mismo bus lo hace escalable y flexible para sistemas de drones complejos que requieren numerosos sensores y controladores.

Serie de motores Hobbywing XRotor: la solución definitiva para drones agrícolas

Motor Hobbywing XRotor La serie ejemplifica las ventajas de integrar los protocolos CAN y PWM en drones agrícolas. Diseñados específicamente para proporcionar soluciones de potencia robustas, estos motores incorporan protocolos de comunicación CAN y PWM, ofreciendo una fiabilidad y un rendimiento inigualables.

Integración de protocolo dual:

• Copia de seguridad CAN + PWMLos motores XRotor son compatibles con los protocolos CAN y PWM, lo que garantiza que, si un protocolo falla, el otro puede servir de respaldo. Este enfoque de doble protocolo mejora significativamente la fiabilidad del sistema de control del motor.

Comunicación CAN avanzada:

• Comunicación de datos mejoradaLa integración completa de la comunicación CAN en la serie XRotor aporta un nuevo nivel de experiencia en comunicación de datos.Permite la transmisión de datos detallados del motor y del ESC (controlador electrónico de velocidad), garantizando un control y monitoreo precisos.

• Control digital del aceleradorCon el acelerador digital con tecnología CAN, la precisión del control es inigualable. Esto permite ajustes suaves y precisos de la velocidad y el par del motor, garantizando un vuelo estable incluso en condiciones difíciles.

Datos en tiempo real y actualizaciones remotas:

• Retroalimentación en tiempo realToda la información vital, incluyendo los datos de funcionamiento del ESC y del motor, se recupera en tiempo real. Este ciclo de retroalimentación continua ayuda a mantener un rendimiento óptimo y a realizar ajustes inmediatos durante el vuelo.

• Actualizaciones de firmware de ESC remotasLa capacidad de actualizar de forma remota el firmware del ESC a través de CAN garantiza que el dron siempre pueda actualizarse con las últimas funciones y mejoras sin necesidad de acceso físico al dron, mejorando así la eficiencia operativa.

Integración completa del controlador de vuelo:

• Integración perfectaLos motores XRotor son compatibles con diversos controladores de vuelo convencionales, como APM, Microk, Boying, JIYI, Qifei y Jimu. Esta amplia compatibilidad garantiza que la serie XRotor se integre a la perfección en diversos sistemas de drones.

Accesorios para drones compatibles con el protocolo CAN

A continuación se muestran algunos accesorios para drones de alta calidad que admiten el protocolo CAN, lo que mejora el rendimiento y la confiabilidad de los drones agrícolas:

1. CUAV Nueva PIX CAN PMUEste módulo de unidad de gestión de energía con detección de corriente y voltaje de alta precisión está diseñado para vehículos aéreos no tripulados (UAV), brindando una gestión de energía precisa y mejorando la eficiencia general de las operaciones con drones.

2. Nueva placa portadora CAN PDB de CUAV:Esta placa portadora es compatible con los controladores de vuelo Pixhawk, Pixhack y Px4, y ofrece una distribución de energía confiable y una integración perfecta para helicópteros drones RC.

3. Módulo de expansión de puerto CAN alimentado HolyBro CAN Hub 2-12SDesarrollado para varios controladores de vuelo, este módulo permite la expansión de puertos CAN, facilitando la conexión de múltiples dispositivos y mejorando la eficiencia de la comunicación.

4. Nuevo GPS CUAV NEO 3X:Con el protocolo Ublox M9N GNSS y DroneCAN, este módulo GPS proporciona un posicionamiento preciso y una navegación confiable para drones.

5. Placa portadora del módulo de alimentación CUAV CAN PDB y piloto automático del controlador de vuelo Pixhawk X7+ Pro CoreEste paquete integral incluye una placa de distribución de energía y un controlador de vuelo de alto rendimiento, lo que garantiza un control robusto y una gestión de energía para aplicaciones avanzadas de drones.

6. CUAV ¿Puede PMU?:Un módulo de detección de energía digital de alta precisión diseñado para la gestión de energía de UAV, que garantiza un monitoreo preciso y un uso eficiente de la energía.

7. Controlador de vuelo CUAV Pixhawk Drone FPV X7+ Pro NEO 3 Pro GPS y módulo de potencia CAN PMU combinadoEste paquete combinado incluye un controlador de vuelo, un módulo GPS y una unidad de administración de energía, lo que proporciona una solución completa para el control y la navegación de drones.

8. Módulo JIYI CAN HUB para controlador de vuelo K++ V2Este módulo concentrador CAN admite una entrada de energía de 6-14S y una salida de 12 V, está diseñado para drones agrícolas y ofrece una distribución de energía confiable y una comunicación mejorada.

9. Sensor de velocidad aerodinámica CUAV MS5525 SKYEEste sensor cuenta con una estructura a prueba de lluvia, descongelación inteligente y un sistema de control de temperatura dual, proporcionando mediciones precisas de velocidad del aire de hasta 500 km/h utilizando el protocolo CAN.

Estos accesorios, con su soporte avanzado del protocolo CAN, garantizan un control preciso, una comunicación robusta y una gestión eficiente de la energía, mejorando significativamente el rendimiento y la confiabilidad de los drones agrícolas.

Conclusión

Si bien tanto CAN como PWM son importantes en el control de motores de drones, la integración de ambos protocolos en la serie de motores XRotor de Hobbywing establece un nuevo estándar de fiabilidad, precisión y funcionalidad avanzada. El control robusto y de alta precisión del protocolo CAN y sus completas capacidades de gestión de datos, junto con la simplicidad y amplia compatibilidad de PWM, ofrecen una solución versátil y fiable. Este enfoque de doble protocolo garantiza que los drones agrícolas equipados con motores XRotor alcancen un rendimiento estable, eficiente y preciso, satisfaciendo así las rigurosas exigencias de las aplicaciones agrícolas modernas.