Dans le domaine du contrôle des moteurs de drones, les deux protocoles de communication les plus répandus sont le CAN (Controller Area Network) et la modulation de largeur d'impulsion (PWM). Chaque protocole présente des caractéristiques, des avantages et des limites qui lui sont propres. Comprendre ces différences est essentiel pour choisir le système le plus adapté à diverses applications, notamment dans l'environnement exigeant des drones agricoles.

CAN (réseau de zone de contrôleur)

PEUT Il s'agit d'un protocole de communication numérique robuste conçu pour une transmission de données fiable et à haut débit. Initialement développé pour l'industrie automobile, il a depuis été largement adopté dans divers domaines, notamment celui des drones.

Principes techniques du CAN :

• Communication numérique:CAN utilise une technique de signalisation différentielle, qui consiste à envoyer deux signaux complémentaires pour réduire le bruit et améliorer la fiabilité.
• Cadres de données:Les données sont transmises dans des trames, qui incluent non seulement la charge utile des données, mais également des informations d'adressage, des bits de contrôle et des bits de détection d'erreur.
• Gestion des erreurs:CAN dispose de mécanismes intégrés de détection et de correction des erreurs, notamment des contrôles de redondance cyclique (CRC) et des créneaux d'accusé de réception.
• Multi-maître:CAN prend en charge une architecture multi-maître, ce qui signifie que n'importe quel nœud peut initier une communication sans contrôleur central.

Avantages du CAN :

1. Communication numériqueLe CAN utilise des signaux numériques pour la transmission des données, ce qui permet un contrôle précis et fiable du moteur. Cette nature numérique garantit des instructions claires et moins sujettes aux erreurs.

2. Haute résistance aux interférences:Les signaux numériques CAN sont très résistants aux interférences électromagnétiques (EMI), ce qui est essentiel dans les environnements avec un bruit électronique important.

3. Transmission de données multifonctionnelleAu-delà du simple contrôle de l'accélérateur, le CAN peut transmettre un large éventail de données, notamment la vitesse, la température, le courant et d'autres paramètres de fonctionnement du moteur. Cette transmission de données complète permet une surveillance et des diagnostics avancés.

4. Contrôle en boucle ferméeLe CAN permet des systèmes de contrôle en boucle fermée. Le retour d'information en temps réel du moteur permet d'ajuster dynamiquement les paramètres de contrôle, garantissant ainsi un fonctionnement stable et efficace.

5. Détection et correction des erreurs:CAN dispose de mécanismes de détection et de correction d'erreurs intégrés, qui améliorent la fiabilité de la communication, réduisant ainsi les risques de corruption des données.

6. Complexité de câblage réduite:CAN permet à plusieurs appareils de communiquer sur un seul bus, réduisant ainsi la complexité et le poids du câblage, ce qui est avantageux dans les applications de drones.

PWM (modulation de largeur d'impulsion)

PWM Il s'agit d'un protocole de communication analogique plus simple, où la largeur d'une impulsion est modifiée pour contrôler la vitesse et le sens du moteur. Son utilisation est très répandue grâce à sa mise en œuvre simple.

Principes techniques du PWM :

• Contrôle analogiqueLa modulation de largeur d'impulsion (PWM) module la largeur des impulsions numériques pour simuler différents niveaux de puissance du moteur. La largeur de l'impulsion (rapport cyclique) détermine la vitesse du moteur.
• Fréquence du signal:Les signaux PWM fonctionnent généralement à une fréquence fixe, avec le cycle de service ajusté pour contrôler la tension et le courant de sortie.
• Cycle de service: Le pourcentage d'une période pendant laquelle le signal est actif.Un cycle de service plus élevé correspond à une puissance de sortie plus élevée et à une vitesse de moteur plus rapide.

Avantages du PWM :

1. Simplicité:Le PWM est relativement simple à mettre en œuvre et à comprendre, ce qui en fait une solution rentable pour les besoins de contrôle moteur de base.

2. Faible coût:Le matériel requis pour PWM est généralement moins cher que celui de CAN, ce qui en fait une option intéressante pour les applications soucieuses de leur budget.

3. Large compatibilité:La plupart des contrôleurs de moteur prennent en charge les signaux PWM, garantissant une large compatibilité et une facilité d'intégration.

Inconvénients du PWM :

1. Sensibilité aux interférences:En tant que signal analogique, le PWM est plus sensible aux interférences électromagnétiques, ce qui peut entraîner une dégradation du signal et un contrôle moteur peu fiable.

2. Fonctionnalité limitée:PWM contrôle principalement la vitesse et la direction du moteur, mais ne prend pas en charge la transmission de données supplémentaires telles que l'état du moteur ou les paramètres de fonctionnement.

3. Contrôle en boucle ouverte:Les systèmes PWM fonctionnent généralement dans une configuration en boucle ouverte, sans rétroaction en temps réel, ce qui peut entraîner des problèmes de contrôle et de stabilité moins précis.

Pourquoi mettre l’accent sur CAN ?

Dans les applications de drones modernes, en particulier dans des environnements complexes et exigeants comme l'agriculture, l'accent mis sur CAN plutôt que sur PWM est dû à plusieurs facteurs critiques :

1. Haute précision et fiabilité:La nature numérique du CAN permet un contrôle moteur de haute précision, crucial pour les tâches qui nécessitent des performances stables et précises.

2. Stabilité amélioréeMême dans des scénarios GPS uniques sans corrections RTK (cinématique en temps réel), le CAN peut maintenir un vol stable. En effet, les systèmes CAN peuvent intégrer les données de divers capteurs (tels que les centrales inertielle, les baromètres et les magnétomètres) pour ajuster dynamiquement la commande du moteur.

3. Traitement complet des données:La capacité du CAN à gérer une transmission de données complète garantit une meilleure surveillance et un meilleur diagnostic, ce qui conduit à une amélioration de la maintenance et de l'efficacité opérationnelle.

4. Robustesse dans les environnements difficiles:La forte résistance aux interférences électromagnétiques fait du CAN le choix privilégié dans les environnements industriels et agricoles où les interférences sont fréquentes.

5. Évolutivité et flexibilité:La capacité du CAN à prendre en charge plusieurs appareils sur le même bus le rend évolutif et flexible pour les systèmes de drones complexes nécessitant de nombreux capteurs et contrôleurs.

Série de moteurs Hobbywing XRotor : la solution ultime pour les drones agricoles

Moteur XRotor Hobbywing La série illustre les avantages de l'intégration des protocoles CAN et PWM pour les drones agricoles. Spécialement conçus pour fournir des solutions d'alimentation robustes, ces moteurs intègrent les protocoles de communication CAN et PWM, offrant une fiabilité et des performances inégalées.

Intégration double protocole :

• Sauvegarde CAN + PWMLes moteurs XRotor prennent en charge les protocoles CAN et PWM, garantissant qu'en cas de défaillance de l'un, l'autre peut servir de secours. Cette approche bi-protocole améliore considérablement la fiabilité du système de contrôle moteur.

Communication CAN avancée :

• Communication de données améliorée:L'intégration complète de la communication CAN dans la série XRotor apporte un nouveau niveau d'expérience de communication de données.Il permet la transmission de données détaillées du moteur et de l'ESC (Electronic Speed ​​Controller), garantissant un contrôle et une surveillance précis.

• Commande d'accélérateur numériqueGrâce à la manette des gaz numérique compatible CAN, la précision de contrôle est inégalée. Cela permet des réglages fluides et précis du régime et du couple moteur, garantissant des performances de vol stables, même dans des conditions difficiles.

Données en temps réel et mises à niveau à distance :

• Rétroaction en temps réelToutes les informations vitales, y compris les données de fonctionnement du contrôleur et du moteur, sont récupérées en temps réel. Cette boucle de rétroaction continue contribue à maintenir des performances optimales et à effectuer des ajustements immédiats pendant le vol.

• Mises à niveau du micrologiciel ESC à distance:La possibilité de mettre à niveau à distance le micrologiciel ESC via CAN garantit que le drone peut toujours être mis à jour avec les dernières fonctionnalités et améliorations sans avoir besoin d'un accès physique au drone, améliorant ainsi l'efficacité opérationnelle.

Intégration complète du contrôleur de vol :

• Intégration transparenteLes moteurs XRotor sont compatibles avec divers contrôleurs de vol courants, tels que APM, Microk, Boying, JIYI, Qifei et Jimu. Cette large compatibilité garantit une intégration parfaite de la série XRotor dans divers systèmes de drones.

Accessoires de drone pris en charge par le protocole CAN

Voici quelques accessoires de drone de haute qualité qui prennent en charge le protocole CAN, améliorant les performances et la fiabilité des drones agricoles :

1. CUAV Nouveau PIX CAN PMU:Ce module de gestion de l'alimentation de détection de tension et de courant de haute précision est conçu pour les drones, offrant une gestion précise de l'alimentation et améliorant l'efficacité globale des opérations de drones.

2. Nouvelle carte porteuse CAN PDB de CUAV:Cette carte porteuse est compatible avec les contrôleurs de vol Pixhawk, Pixhack et Px4, offrant une distribution d'alimentation fiable et une intégration transparente pour les hélicoptères drones RC.

3. Module d'extension de port CAN alimenté HolyBro CAN Hub 2-12S:Développé pour divers contrôleurs de vol, ce module permet l'extension des ports CAN, facilitant la connexion de plusieurs appareils et améliorant l'efficacité de la communication.

4. CUAV Nouveau GPS NEO 3X:Doté du protocole Ublox M9N GNSS et DroneCAN, ce module GPS fournit un positionnement précis et une navigation fiable pour les drones.

5. Carte porteuse du module d'alimentation CUAV CAN PDB et contrôleur de vol Pixhawk X7+ Pro Core, pilote automatique:Cet ensemble complet comprend une carte de distribution d'alimentation et un contrôleur de vol hautes performances, garantissant un contrôle robuste et une gestion de l'alimentation pour les applications de drones avancées.

6. CUAV peut PMU:Un module de détection de puissance numérique de haute précision conçu pour la gestion de l'alimentation des drones, garantissant une surveillance précise et une utilisation efficace de l'énergie.

7. Contrôleur de vol CUAV Pixhawk Drone FPV X7+ Pro, module d'alimentation GPS et CAN PMU NEO 3 Pro:Ce pack combiné comprend un contrôleur de vol, un module GPS et une unité de gestion de l'alimentation, offrant une solution complète pour le contrôle et la navigation des drones.

8. Module JIYI CAN HUB pour contrôleur de vol K++ V2: Prenant en charge une entrée d'alimentation 6-14S et une sortie 12V, ce module de concentrateur CAN est conçu pour les drones agricoles, offrant une distribution d'alimentation fiable et une communication améliorée.

9. Capteur de vitesse anémométrique CUAV MS5525 SKYE:Ce capteur est doté d'une structure étanche à la pluie, d'un dégivrage intelligent et d'un système de contrôle de température double, fournissant des mesures précises de la vitesse de l'air jusqu'à 500 km/h à l'aide du protocole CAN.

Ces accessoires, avec leur prise en charge avancée du protocole CAN, assurent un contrôle précis, une communication robuste et une gestion efficace de l'alimentation, améliorant considérablement les performances et la fiabilité des drones agricoles.

Conclusion

Bien que CAN et PWM aient tous deux leur place dans le contrôle des moteurs de drones, l'intégration de ces deux protocoles dans la série de moteurs XRotor de Hobbywing établit une nouvelle norme en matière de fiabilité, de précision et de fonctionnalités avancées. Le contrôle robuste et précis du protocole CAN, ainsi que ses capacités complètes de traitement des données, combinés à la simplicité et à la large compatibilité du PWM, offrent une solution polyvalente et fiable. Cette approche bi-protocole garantit aux drones agricoles équipés de moteurs XRotor des performances stables, efficaces et précises, répondant ainsi aux exigences rigoureuses des applications agricoles modernes.