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AD8361ARTZ

發布時間:2019/3/7 13:13:00 訪問次數:626 發布企業:瀚佳科技(深圳)有限公司

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為什么網紅利器“手持云臺”拍攝不會晃動 愛看“抖音”等小視頻的人,發現網紅們邊走邊拍,畫面不抖動亂晃,和拿手機自拍時效果不一樣,為什么呢?原來這里要用到一個工具—--手持云臺!手持云臺會感知運動狀態,通過運轉電機使得手機保持穩定,拍出來的畫面不晃動。

手持云臺的核心算法在于利用FOC電機方案,實現云臺三個維度的精細調節。對于三路BLDC,MCU通過位置環,速度環,電流環實時監控電機的位置狀態信息,以及電機的安全運作。以保證在身體走動,外界抖動過程中,在極低誤差范圍內,手機保持水平。因此,手持云臺的控制框架:

l運動控制:1-3顆帶有FPU,浮點運算單元的MCU,用于處理FOC算法,X,Y,Z三個維度每路各一顆步進電機,每路步進電機需要1片三相半橋驅動芯片,或者6片 MOSFET構成的H橋,控制電機轉速以及換向。

●反饋機制:在電機位置檢測時,一般需要霍爾元件或者磁編碼器實現電機位置檢測,從而實時調整電機狀態。為確保每路步進電機運行過程中的正常工作,還需要利用運放采集電機驅動芯片的電流,以確保電機正常運作,或是停滯,防止故障后損壞機器。

●人機交互控制:目前市面上大致用三類,線控,BLE,WIFI,由于手機端標配BLE,所以云臺人機交互控制采用BLE方案居多,但是BLE數據帶寬較低,不適合高清數據高速傳輸。因此也有部分廠家采用WIFI,實現視頻流的高速傳輸。

●供電系統:云臺的供電系統:一般為鋰電池供電,一路升壓的24V左右,為電機驅動芯片或者MOSFET提供電壓,確保電機運作,一路升降壓到3.3V或者5V給MCU供電。

1、主控單元:

主要完成完成三個事情:

(1)電機控制。讀取姿態傳感器信號確定云臺當前姿態,即采樣定子電流電流,先后經過Clark,Park運算,PI運算計算需要調整的參數,經過Clark,Park逆運算,轉化輸出為勵磁電流,然后與轉速環相比較,控制輸出PWM,從而控制電機,MCU需要完成FOC速度控制模式算法,PID算法。

(2)無線數據交互。MCU需要通過藍牙鏈接手機等平臺攝像設備,控制拍照,完成人機交互。

(3)協調控制云臺系統。

GD32F4XX系列MCU,200Mhz主頻,3MB Flash 256K Ram,同時自帶硬件FPU,對于需要較大RAM的處理FOC,PID算法的電機控制系統很具優勢,同時具備電機控制的高級定時器,正交編碼器接口,霍爾傳感器接口,可以采集電機速度,位置,以及電流形成閉環控制,可編程PWM模式,可以靈活控制三相電機實現電機快速實現響應。

2、電機驅動

電機驅動:可以采用集成驅動IC或者分立MOS自行搭建集:

集成IC:控制簡單,集成度更高,IC自帶欠壓保護,短路保護,死區控制,但是由于MOS內部集成,散熱差,驅動能力一般。

分立驅動方案:集成度較低,分立MOS一般具有較大電流,散熱好,驅動能力較好,MCU一般在輸出PWM時自帶死區控制,但是在短路,過熱,欠壓等狀態提醒略顯不足

目前在我司代理的MPS產品線,有成熟的電機驅動芯片,該芯片針對各種負載條件做了死區時間、對稱性能優化,且內部MOSFET設置5.5A電流限制,超過該極限時,過流橋將進入高位阻抗狀態,若芯片溫度超過160℃,所有內部開關將關閉,防止過熱損壞。

3、電源

手持云臺內部為鋰電池直接供電, 需要充電管理芯片,BUCK,BOOST,LDO等諸多電源IC,電源分支可以分為->3.3V MCU分支,->24 電機驅動分支 ->其他外圍分支。這里不一一列出,如果有需要可以直接和ZLG銷售人員聯系我們將為您定制完整的電源解決方案。

4、無線傳輸

手持云臺目前主流的無線方式是BLE,相比傳統的線控,無線更方便快捷,且每部手機都配有藍牙功能,后續隨著云臺功能形態的轉變,需要更高的數據帶寬,以及更遠的傳輸記錄,WiFi不失為一種更好的選擇。目前為大家推薦我司代理的兩顆BLE芯片:





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