드론 모터 제어 영역에서 널리 사용되는 두 가지 통신 프로토콜은 CAN(Controller Area Network)과 PWM(Pulse Width Modulation)입니다. 각 프로토콜에는 고유한 특성, 장점 및 제한 사항이 있습니다. 특히 농업용 드론의 까다로운 환경에서 다양한 애플리케이션에 적합한 시스템을 선택하려면 이러한 차이점을 이해하는 것이 중요합니다.

CAN(컨트롤러 영역 네트워크)

CAN은 안정적인 고속 데이터 전송을 위해 설계된 강력한 디지털 통신 프로토콜입니다. 처음에는 자동차 산업을 위해 개발됐으나 이후 드론 기술을 비롯한 다양한 분야에서 널리 채택됐다.

CAN의 기술 원리:

• 디지털 통신: CAN은 잡음을 줄이고 신뢰성을 향상시키기 위해 두 개의 보완 신호를 보내는 차동 신호 기술을 사용합니다.
• 데이터 프레임: 데이터는 데이터 페이로드뿐만 아니라 주소 지정 정보, 제어 비트 및 오류 감지 비트도 포함하는 프레임으로 전송됩니다.
• 오류 처리: CAN에는 CRC(순환 중복 검사) 및 승인 슬롯을 포함하여 오류 감지 및 수정을 위한 메커니즘이 내장되어 있습니다.
• 다중 마스터: CAN은 다중 마스터 아키텍처를 지원합니다. 이는 모든 노드가 중앙 컨트롤러 없이 통신을 시작할 수 있음을 의미합니다.

CAN의 장점:

1. 디지털 통신: CAN은 데이터 전송을 위해 디지털 신호를 사용하므로 모터를 정밀하고 안정적으로 제어할 수 있습니다. 이러한 디지털 특성으로 인해 지침이 명확해지고 오류가 발생할 가능성이 줄어듭니다.

2. 높은 간섭 저항: CAN의 디지털 신호는 전자 잡음이 심한 환경에서 중요한 전자기 간섭(EMI)에 대한 저항력이 뛰어납니다.

3. 다기능 데이터 전송: 단순히 모터의 스로틀을 제어하는 ​​것 외에도 CAN은 모터 속도, 온도, 전류 및 기타 작동 매개변수를 포함한 광범위한 데이터를 전송할 수 있습니다. 이 포괄적인 데이터 전송은 고급 모니터링 및 진단을 지원합니다.

4. 폐쇄 루프 제어: CAN은 폐쇄 루프 제어 시스템을 활성화합니다. 모터의 실시간 피드백을 사용하여 제어 매개변수를 동적으로 조정하여 안정적이고 효율적인 작동을 보장할 수 있습니다.

5. 오류 감지 및 수정: CAN에는 오류 감지 및 수정 메커니즘이 내장되어 있어 통신의 신뢰성을 높이고 데이터 손상 가능성을 줄입니다.

6. 배선 복잡성 감소: CAN을 사용하면 여러 장치가 단일 버스를 통해 통신할 수 있어 배선의 복잡성과 무게가 줄어들어 드론 애플리케이션에 유리합니다.

PWM(펄스 폭 변조)

PWM은 펄스 폭을 변경하여 모터의 속도와 방향을 제어하는 ​​보다 간단한 아날로그 기반 통신 프로토콜입니다. 구현이 간단하기 때문에 널리 사용됩니다.

PWM의 기술 원리:

• 아날로그 제어: PWM은 디지털 펄스의 폭을 변조하여 모터에 대한 다양한 전력 수준을 시뮬레이션합니다. 펄스 폭(듀티 사이클)에 따라 모터 속도가 결정됩니다.
• 신호 주파수: PWM 신호는 일반적으로 고정 주파수에서 작동하며 듀티 사이클은 출력 전압과 전류를 제어하도록 조정됩니다.
• 듀티 사이클: 신호가 활성화되는 한 기간의 백분율입니다. 듀티 사이클이 높을수록 전력 출력이 높아지고 모터 속도가 빨라집니다.

PWM의 장점:

1. 단순성: PWM은 구현하고 이해하기가 상대적으로 간단하므로 기본적인 모터 제어 요구 사항을 충족하는 비용 효율적인 솔루션입니다.

2. 저비용: PWM에 필요한 하드웨어는 일반적으로 CAN에 비해 저렴하므로 예산에 민감한 애플리케이션에 매력적인 옵션입니다.

3. 광범위한 호환성: 대부분의 모터 컨트롤러는 PWM 신호를 지원하므로 광범위한 호환성과 통합 용이성을 보장합니다.

PWM의 단점:

1. 간섭에 대한 민감성: 아날로그 신호인 PWM은 전자기 간섭에 더 민감하며, 이로 인해 신호 품질이 저하되고 신뢰할 수 없는 모터 제어가 발생할 수 있습니다.

2. 제한된 기능: PWM은 주로 모터의 속도와 방향을 제어하지만 모터 상태나 작동 매개변수와 같은 추가 데이터의 전송을 지원하지 않습니다.

3. 개방 루프 제어: PWM 시스템은 일반적으로 개루프 구성에서 작동하며 실시간 피드백이 부족하여 제어 정확도가 떨어지고 안정성 문제가 발생할 수 있습니다.

CAN을 강조하는 이유?

현대 드론 애플리케이션, 특히 농업과 같이 복잡하고 까다로운 환경에서 PWM보다 CAN이 강조되는 이유는 다음과 같습니다.

1. 높은 정밀도 및 신뢰성: CAN의 디지털 특성으로 인해 안정적이고 정확한 성능이 필요한 작업에 매우 중요한 고정밀 모터 제어가 가능합니다.

2. 향상된 안정성: RTK(실시간 운동학) 보정이 없는 단일 GPS 시나리오에서도 CAN은 안정적인 비행을 유지할 수 있습니다. 이는 CAN 시스템이 다양한 센서(예: IMU, 기압계, 자력계)의 데이터를 통합하여 모터 제어를 동적으로 조정할 수 있기 때문입니다.

3. 포괄적인 데이터 처리: 포괄적인 데이터 전송을 처리하는 CAN의 기능은 더 나은 모니터링 및 진단을 보장하여 유지 관리 및 운영 효율성을 향상시킵니다.

4. 가혹한 환경에서의 견고성: EMI에 대한 강력한 저항 덕분에 CAN은 간섭이 만연한 산업 및 농업 환경에서 선호되는 선택이 되었습니다.

5. 확장성 및 유연성: 동일한 버스에서 여러 장치를 지원하는 CAN의 능력은 수많은 센서와 컨트롤러가 필요한 복잡한 드론 시스템에 대해 확장성과 유연성을 제공합니다.

Hobbywing XRotor 모터 시리즈: 농업용 드론을 위한 최고의 솔루션

Hobbywing XRotor Motor 시리즈는 농업용 드론을 위한 CAN 및 PWM 프로토콜 통합의 장점을 보여줍니다. 강력한 전력 솔루션을 제공하도록 특별히 설계된 이 모터는 CAN 및 PWM 통신 프로토콜을 모두 통합하여 비교할 수 없는 신뢰성과 성능을 제공합니다.

이중 프로토콜 통합:

• CAN + PWM 백업: XRotor 모터는 CAN 및 PWM 프로토콜을 모두 지원하므로 한 프로토콜이 실패하면 다른 프로토콜이 백업 역할을 할 수 있습니다. 이 이중 프로토콜 접근 방식은 모터 제어 시스템의 신뢰성을 크게 향상시킵니다.

고급 CAN 통신:

• 향상된 데이터 통신: XRotor 시리즈에 CAN 통신이 포괄적으로 통합되어 새로운 차원의 데이터 통신 경험을 제공합니다. 상세한 모터 및 ESC(Electronic Speed ​​Controller) 데이터 전송이 가능해 정밀한 제어와 모니터링이 가능합니다.

• 디지털 스로틀 제어: CAN 지원 디지털 스로틀을 사용하면 제어 정밀도가 타의 추종을 불허합니다. 이를 통해 모터 속도와 토크를 부드럽고 정확하게 조정할 수 있어 까다로운 조건에서도 안정적인 비행 성능을 보장합니다.

실시간 데이터 및 원격 업그레이드:

• 실시간 피드백: ESC 및 모터 작동 데이터를 포함한 모든 필수 정보가 실시간으로 검색됩니다. 이 지속적인 피드백 루프는 비행 중 최적의 성능과 즉각적인 조정을 유지하는 데 도움이 됩니다.

• 원격 ESC 펌웨어 업그레이드: CAN을 통해 ESC 펌웨어를 원격으로 업그레이드하는 기능을 통해 드론에 물리적으로 접근할 필요 없이 항상 최신 기능과 개선 사항으로 드론을 업데이트할 수 있으므로 운영 효율성이 향상됩니다.

포괄적인 비행 컨트롤러 통합:

• 원활한 통합: XRotor 모터는 APM, Microk, Boying, JIYI, Qifei 및 Jimu와 같은 다양한 주류 비행 컨트롤러와 호환됩니다. 이러한 폭넓은 호환성을 통해 XRotor 시리즈는 다양한 드론 시스템에 원활하게 통합될 수 있습니다.

 

CAN 프로토콜 지원 드론 액세서리

CAN 프로토콜을 지원하여 농업용 드론의 성능과 신뢰성을 향상시키는 고품질 드론 액세서리는 다음과 같습니다.

1. CUAV New PIX CAN PMU: 이 고정밀 전압 및 전류 감지 전원 관리 장치 모듈은 UAV용으로 설계되어 정확한 전원 관리를 제공하고 드론 작동의 전반적인 효율성을 향상시킵니다. .

2. CUAV 새로운 CAN PDB 캐리어 보드: 이 캐리어 보드는 Pixhawk, Pixhack 및 Px4 비행 컨트롤러와 호환되어 RC 드론 헬리콥터에 안정적인 전력 분배와 원활한 통합을 제공합니다.

3. HolyBro CAN Hub 2-12S 전원 공급 CAN 포트 확장 모듈: 다양한 비행 컨트롤러용으로 개발된 이 모듈은 CAN 포트 확장을 허용하여 여러 장치의 연결을 용이하게 하고 의사소통 효율성 향상.

4. CUAV 새로운 NEO 3X GPS: Ublox M9N GNSS 및 DroneCAN 프로토콜을 갖춘 이 GPS 모듈은 드론에 대한 정확한 위치 파악과 안정적인 탐색 기능을 제공합니다.

5. CUAV CAN PDB 전력 모듈 캐리어 보드 및 X7+ Pro Core Pixhawk 비행 컨트롤러 자동 조종 장치: 이 종합 패키지에는 배전 보드와 고성능 비행 컨트롤러가 포함되어 강력한 제어를 보장합니다. 고급 드론 애플리케이션을 위한 전력 관리.

6. CUAV Can PMU: UAV 전력 관리용으로 설계된 디지털 고정밀 전력 감지 모듈로 정확한 모니터링과 효율적인 전력 사용을 보장합니다.

7. CUAV Pixhawk Drone FPV X7+ Pro 비행 컨트롤러 NEO 3 Pro GPS 및 CAN PMU 전원 모듈 콤보: 이 콤보 패키지에는 비행 컨트롤러, GPS 모듈 및 전원 관리 장치가 포함되어 있습니다. 드론 제어 및 네비게이션을 위한 완벽한 솔루션을 제공합니다.

8. K++ V2 비행 컨트롤러용 JIYI CAN 허브 모듈: 6-14S 전원 입력 및 12V 출력을 지원하는 이 CAN 허브 모듈은 농업용 드론용으로 설계되어 안정적인 전력 분배 및 향상된 커뮤니케이션.

9. CUAV MS5525 SKYE 대기 속도 센서: 이 센서는 방수 구조, 지능형 제빙 및 이중 온도 제어 시스템을 갖추고 있으며 CAN을 사용하여 최대 500km/h의 정확한 대기 속도 측정을 제공합니다. 규약.

고급 CAN 프로토콜을 지원하는 이러한 액세서리는 정밀한 제어, 강력한 통신 및 효율적인 전력 관리를 보장하여 농업용 드론의 성능과 신뢰성을 크게 향상시킵니다.

 

결론

CAN과 PWM 모두 드론 모터 제어 분야에서 자리를 잡고 있지만 Hobbywing의 XRotor 모터 시리즈에 두 프로토콜이 통합되면서 신뢰성, 정밀도 및 고급 기능에 대한 새로운 표준이 설정되었습니다. CAN 프로토콜의 강력하고 고정밀 제어 및 포괄적인 데이터 처리 기능은 PWM의 단순성 및 광범위한 호환성과 결합되어 다양하고 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공합니다. 이 이중 프로토콜 접근 방식은 XRotor 모터가 장착된 농업용 드론이 안정적이고 효율적이며 정밀한 성능을 달성하여 현대 농업 응용 분야의 엄격한 요구 사항을 충족할 수 있도록 보장합니다.