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.
![](https://cdn.shopify.com/s/files/1/0643/3210/3904/files/20240525102257_1024x1024.jpg?v=1716603991)
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:
-
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.
-
높은 간섭 저항: CAN의 디지털 신호는 전자 잡음이 심한 환경에서 중요한 전자기 간섭(EMI)에 대한 저항력이 뛰어납니다.
-
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.
-
폐쇄 루프 제어: CAN은 폐쇄 루프 제어 시스템을 활성화합니다. 모터의 실시간 피드백을 사용하여 제어 매개변수를 동적으로 조정하여 안정적이고 효율적인 작동을 보장할 수 있습니다.
-
오류 감지 및 수정: CAN에는 오류 감지 및 수정 메커니즘이 내장되어 있어 통신의 신뢰성을 높이고 데이터 손상 가능성을 줄입니다.
-
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.
![](https://cdn.shopify.com/s/files/1/0643/3210/3904/files/f2bc63dc73ad034ab900d0434a49d5bc_1024x1024.png?v=1716604539)
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:
-
단순성: PWM은 구현하고 이해하기가 상대적으로 간단하므로 기본적인 모터 제어 요구 사항을 충족하는 비용 효율적인 솔루션입니다.
-
저비용: PWM에 필요한 하드웨어는 일반적으로 CAN에 비해 저렴하므로 예산에 민감한 애플리케이션에 매력적인 옵션입니다.
-
광범위한 호환성: 대부분의 모터 컨트롤러는 PWM 신호를 지원하므로 광범위한 호환성과 통합 용이성을 보장합니다.
PWM의 단점:
-
간섭에 대한 민감성: 아날로그 신호인 PWM은 전자기 간섭에 더 민감하며, 이로 인해 신호 품질이 저하되고 신뢰할 수 없는 모터 제어가 발생할 수 있습니다.
-
제한된 기능: PWM은 주로 모터의 속도와 방향을 제어하지만 모터 상태나 작동 매개변수와 같은 추가 데이터의 전송을 지원하지 않습니다.
-
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.
![](https://cdn.shopify.com/s/files/1/0643/3210/3904/files/20240525102716_1024x1024.jpg?v=1716604079)
-
높은 정밀도 및 신뢰성: CAN의 디지털 특성으로 인해 안정적이고 정확한 성능이 필요한 작업에 매우 중요한 고정밀 모터 제어가 가능합니다.
-
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.
-
포괄적인 데이터 처리: 포괄적인 데이터 전송을 처리하는 CAN의 기능은 더 나은 모니터링 및 진단을 보장하여 유지 관리 및 운영 효율성을 향상시킵니다.
-
가혹한 환경에서의 견고성: EMI에 대한 강력한 저항 덕분에 CAN은 간섭이 만연한 산업 및 농업 환경에서 선호되는 선택이 되었습니다.
-
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.
![](https://cdn.shopify.com/s/files/1/0643/3210/3904/files/42486bd4b4_e87b37a4-f116-46b9-8b03-94943d8a7f63_1024x1024.webp?v=1716604363)
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.
-
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. .
-
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.
-
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.
-
CUAV 새로운 NEO 3X GPS: Ublox M9N GNSS 및 DroneCAN 프로토콜을 갖춘 이 GPS 모듈은 드론에 대한 정확한 위치 파악과 안정적인 탐색 기능을 제공합니다.
-
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.
-
CUAV Can PMU: UAV 전력 관리용으로 설계된 디지털 고정밀 전력 감지 모듈로 정확한 모니터링과 효율적인 전력 사용을 보장합니다.
-
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.
-
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.
-
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.