บอร์ดควบคุมมอเตอร์ไร้สาย RC7/10CH 2 Mode 12/24V BTS7960 Eco Driver

Description:

This driver uses Infineon chips BTS7960 composed of high-power drive full H-bridge driver module with thermal over-current protection. Double BTS7960 H-bridge driver circuit, with a strong drive and braking, effectively isolating the microcontroller and motor driver! High-current 43A It is part of the NovalithICTM family containing one p-channel highside MOSFET and one n-channel lowside MOSFET with an integrated driver IC in one package. Due to the p-channel highside switch the need for a charge pump is eliminated thus minimizing EMI. Interfacing to a microcontroller is made easy by the integrated driver IC which features logic level inputs, diagnosis with current sense, slew rate adjustment, dead time generation and protection against overtemperature, overvoltage, undervoltage, overcurrent and short circuit

Features:

• Double BTS7960 large current (43 A) H bridge driver
• 5V isolate with MCU, and effectively protect MCU
• 5V power indicator on board
• voltage indication of motor driver output end
• can solder heat sink
• Overvoltage lock up
• Undervoltage shut-down
• Overtemperature protection
• Current limitation
• Short-circuit protection
• Just need four lines from MCU to driver module (GND. 5V. PWM1. PWM2)
• isolation chip 5 V power supply (can share with MCU 5 V)
• Able to reverse the motor forward, two PWM input frequency up to 25kHZ
• two heat flow passing through an error signal output
• isolated chip 5V power supply (can be shared with the MCU 5V), can also use the on-board 5V supply
• the supply voltage 5.5V to 27V
• Dimension: 50 x 50 x 43 mm (LxWxH)

ข้อมูลรายละเอียดสเปคบอร์ดควบคุม 7/10CH  : 


  โหมด 1  : ควบคุมไร้สายหรือ วิทยุบังคับระยะไกล

   แนะนำให้ใช้ร่วมกับ รีโมทและรีซีฟแบบ 10CH รองรับสัญญาณ O/P Mode แบบ PWM เท่านั้น ซึ่งบอร์ดสามารถรองรับ I/P จากตัวรับวิทยุได้ 7CH เพื่อนำไปควบคุมมอเตอร์สำหรับขับเคลื่อน

   โดยมีบอร์ดขับดีซีมอเตอร์  BTS7960 10-30Vdc 43A (Peak) รายละเอียดสเปค ตามที่ลงไว้ด้านบน ติดตั้งมาให้พร้อมใช้งาน 2 ตัว แต่การใช้งานจริง บอร์ดนี้ มีขนาดที่เล็ก รองรับกระแสใช้งานต่อเนื่อง แนะนำที่ปกติ ไม่เกิน 20A และ ควรติดตั้ง พัดลม เพื่อ ช่วยระบาย ความร้อน เพืื่อประสิทธิภาพการระบายความร้อนสูงสุด

    หากต้องการใช้งานหนัก แนะนำ ให้ต่อขนานบอร์ด BTS7960 หรือหาบอร์ดขับมอเตอร์ที่ขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งสามารถต่อบอร์ดไดว์เสริมภายนอกได้ กรณีต้องการใช้กำลังขับที่มากขึ้น ได้ตามต้องการ....


    รองรับวงจรควบคุมมอเตอร์แบบภายนอก แบบเร่งหรี่ได้ เดินทางเดียว ได้อีก 2 ตัว   

    ควบคุมรีเลย์แบบอิสระ รองรับกระแสใช้งาน 30A จำนวน 4 ตัว  และอีก 3CH ที่เหลือคือ CH3 และ CH4 สำหรับต่อกับ Servo เพื่อนำไปประยุกต์ใช้งานตามต้องการต่อไป อาทิเช่น ควบคุมกล้อง หรือ คันเร่ง เครื่องยนต์ เป็นต้น  ส่วนช่องสัญญาณสุดท้ายคือ SWB เป็นสวิทช์แบบ 2 จังหวะ ON/OFF สำหรับนำไปต่อควบคุมเซอร์โวไว้ควบคุมอุปกรณ์ที่ต้องการ หรือสามารถตั้งค่าในรีโมท ให้ทำงานสัมพันธ์กับ CH3 สำหรับทำเป็นสวิทช์ล็อคความเร็วรอบเครื่องยนต์เป็นต้น จึงเรียกได้ว่าบอร์ดนี้ รองรับการใช้งานได้ 7/10 CH นั่นเอง

 หมายเหตุ : ข้อมูลต่างๆ ในการปรับแต่ง ออกแบบหรือทดสอบการทำงาน ของระบบนี้ อ้างอิงจาก ชุดรีโมทและรีโมทรุ่น FLY Sky FS-i6X เท่านั้น  ซึ่งหากเป็นยี่ห้ออื่น อาจจะมีการปรับแต่งที่แตกต่างไป ต้องศึกษาและปรับแต่งใช้งาน ให้เหมาะสมที่สุด

   โหมด 2  : ควบคุมด้วยจอยอนาล็อคโยก แบบนั่งขับ :  สำหรับควบคุมด้วย จอยโยก แบบนั่งขับเหมือนวิลแชร์ไฟฟ้า ควบคุมอิสระ รอบทิศทางด้วยจอยอันเดียว และสามารถสั่งการ ช่องสัญญาณใช้งานอื่นๆ อาทิ ควบคุมเปิด/ปิด ชุดโมดูล Relay ได้ปกติ

*** ทั้ง 2 Mode สามารถเลือกใช้งานได้ อิสระตามต้องการ คุ้มๆ กับการควบคุมแบบ 2 in 1  ขนาดแผง 21 x 17.5 cm
        
รายละเอียดพอร์ต การต่อใช้งานของบอร์ด  : 


RECEIVE INPUT 10CH

CH1 : สำหรับต่อกับรีซิฟช่องสัญญาณที่ 1 สำหรับควบคุมความเร็ว และทิศทาง เลี้ยวซ้าย - ขวา

CH2 : สำหรับต่อกับรีซิฟช่องสัญญาณที่ 2 สำหรับควบคุมความเร็ว และทิศทาง เดินหน้า - ถอยหลัง

VRA : สำหรับต่อกับรีซิฟช่องสัญญาณที่ 5 หรือ ช่องสัญญาณที่เป็นวอลุ่มปรับความเร็วได้ เพื่อ ON/OFF ควบคุมความเร็วมอเตอร์เสริมตัวที่ 3 (ตัวอย่างใช้งาน มอเตอร์พ่นยา หว่านปุ๋ย ด้านซ้าย เป็นต้น)

VRB : สำหรับต่อกับรีซิฟช่องสัญญาณที่ 6 หรือ ช่องสัญญาณที่เป็นวอลุ่มปรับความเร็วได้เพื่อ ON/OFF ควบคุมความเร็วมอเตอร์เสริมตัวที่ 4 (ตัวอย่างใช้งาน มอเตอร์พ่นยา หว่านปุ๋ย ด้านขวา เป็นต้น)

SWA : สำหรับต่อกับรีซิฟช่องสัญญาณที่ 7 หรือ ช่องสัญญาณที่เป็นสวิทช์ 2 จังหวะ เพื่อ ON/OFF ควบคุม Relay ตัวที่ 1 ตอนเปิดระบบครั้งแรก รีเลย์ ตัวนี้ จะ On ประมาณ 1 วินาที แล้วดับ เป็นเพราะ ระบบการสั่งการจากไมโคร (ตัวอย่าง เหมาะนำไปใช้งาน สำหรับ เปิด/ปิด ไฟหน้า แตรไซเรน เป็นต้น)

SWC : สำหรับต่อกับรีซิฟช่องสัญญาณที่ 8 ช่องสัญญาณที่เป็นสวิทช์ 3 จังหวะ เพื่อ ON/OFF ควบคุม Relay ตัวที่ 2 และ 3 (เป็นสวิทช์โยก 3 จังหวะ) สำหรับประยุกต์ต่อกับ มอเตอร์ปรับระดับใบตัด แนะนำพวกมอเตอร์ปรับขาจานดาวเทียม เพราะโครงสร้างภายใน มี Limit SW สำหรับตัดมอเตอร์ระดับ สูง ต่ำ เกินกำหนดไว้พร้อมแล้ว ช่วยให้สะดวกในการนำมาใช้งาน หรือหากใช้มอเตอร์อื่นๆ ก็ต่อวงจร Stopper Limit ตามรูปได้เลย

  วงจร Limit SW ภายในมอเตอร์ปรับขาจาน


SWD : สำหรับต่อกับรีซิฟช่องสัญญาณที่ 9 หรือ ช่องสัญญาณที่เป็นสวิทช์ 2 จังหวะ เพื่อ ON/OFF ควบคุม Relay ตัวที่ 4 (ตัวอย่างนำไปใช้งาน เช่นสตาร์ท หรือ ดับเครื่องยนต์ เป็นต้น)

*** หมายเหตุ : ช่องสัญญาณ 5 - 10 ของรีซีฟ ที่นำมาต่อเข้าบอร์ดต้อง ตั้งค่าเปิดการทำงาน ให้สัมพันธ์ตรงกับที่เราต้องการใช้งานในรีโมทด้วย เพราะถ้าลืมเปิดใช้งาน จะไม่มีสัญญาณออกมาจาก รีซีฟ ทำให้ บอร์ดทำงานแบบหน่วง Delay
 

---

กรณี RECEIVE 6CH ข้อแนะนำและแนวทางการต่อใช้งาน

CH1 : สำหรับต่อกับรีซิฟช่องสัญญาณที่ 1 สำหรับควบคุมความเร็ว และทิศทาง เลี้ยวซ้าย - ขวา

CH2 : สำหรับต่อกับรีซิฟช่องสัญญาณที่ 2 สำหรับควบคุมความเร็ว และทิศทาง เดินหน้า - ถอยหลัง

SWC : สำหรับต่อกับรีซิฟช่องสัญญาณที่ 5 ช่องสัญญาณที่เป็นสวิทช์ 3 จังหวะ เพื่อ ON/OFF ควบคุม Relay ตัวที่ 2 และ 3 (เป็นสวิทช์โยก 3 จังหวะ) สำหรับประยุกต์ต่อกับ มอเตอร์ปรับระดับใบตัด แนะนำพวกมอเตอร์ปรับขาจานดาวเทียม เพราะโครงสร้างภายใน มี Limit SW สำหรับตัดมอเตอร์ระดับ สูง ต่ำ เกินกำหนดไว้พร้อมแล้ว ช่วยให้สะดวกในการนำมาใช้งาน หรือหากใช้มอเตอร์อื่นๆ ก็ต่อวงจร Stopper Limit ตามรูปได้เลย

  วงจร Limit SW ภายในมอเตอร์ปรับขาจาน


SWD : สำหรับต่อกับรีซิฟช่องสัญญาณที่ 6 หรือ ช่องสัญญาณที่เป็นสวิทช์ 2 จังหวะ เพื่อ ON/OFF ควบคุม Relay ตัวที่ 4 (ตัวอย่างนำไปใช้งาน เช่นสตาร์ท หรือ ดับเครื่องยนต์ เป็นต้น)

*** หมายเหตุ : ส่วนช่องที่เหลือของบอร์ดให้จั้มรวมกันแล้วจั้มสายดึงสัญญาณมาจากช่องสัญญาณใดช่องหนึ่ง ที่ใช้งาน เพื่อป้องกันอาการหน่วงรอสัญญาณของบอร์ด และ CH5 , CH6 ของรีซีฟ ที่นำมาต่อเข้าบอร์ดต้อง ตั้งค่าเปิดการทำงาน ให้สัมพันธ์ตรงกับที่เราต้องการใช้งานในรีโมทด้วย เพราะถ้าลืมเปิดใช้งาน จะไม่มีสัญญาณออกมาจาก รีซีฟ ทำให้ บอร์ดทำงานแบบหน่วง Delay เช่นกัน




 

---

BATTERY 12 - 24V

+24V : สำหรับต่อไฟบวกเข้า รองรับ 12 ถึง 24V

+12V : สำหรับต่อแยกแบตเป็นไฟเลี้ยงภาคควบคุม เพราะหากใช้งาน 24V จะช่วยป้องกันสัญญาณรบกวนจากระบบไฟหลัก 24V ได้ดีกว่า

 GND : สำหรับต่อลบของแบต

JOY ANALOG INPUT

สำหรับ เพื่อรองรับต่อร่วมกับจอย บังคับ แบบนั่งขับ คำแนะนำ ควรบัดกรี ต่อสายให้ดี ไม่หลุดหลวม เพื่อเสถียรภาพในการควบคุม และความปลอดภัย ในการใช้งานใน Mode นี้ ..

MOTOR-R  : ต่อมอเตอร์ขับเคลื่อน ขวา

MOTOR-L  : ต่อมอเตอร์ขับเคลื่อน ซ้าย

EXT DRIVER MOTOR-R : สัญญาณ PWM และทิศทาง ควบคุมมอเตอร์ขวา สำหรับต่อใช้งาน Driver Board ภายนอกหรือต้องการขนาน BTS7960
LPWM1 :  สำหรับควบคุมทิศทางกรณีหมุนซ้ายจะเป็น Hi กรณีหมุนขวาจะเป็น Low หากต่อกับ Driver Motor แยกต่อเข้ากับ IN1 หรือ IN2 เพื่อคุมทิศทางที่ต้องการ
RPWM1 :  สำหรับควบคุมทิศทางกรณีหมุนขวาจะเป็น Hi กรณีหมุนซ้ายจะเป็น Low หากต่อกับ Driver Motor แยกต่อเข้ากับ IN1 หรือ IN2 เพื่อคุมทิศทางที่ต้องการ
LR_EN1 : สัญญาณ PWM Output สำหรับควบคุมความเร็ว หากต่อกับ Driver Motor แยกต่อเข้ากับ PWM/EN
GND : ต่อไฟลบ

EXT DRIVER MOTOR-L : สัญญาณ PWM และทิศทาง ควบคุมมอเตอร์ซ้าย สำหรับต่อใช้งาน Driver Board ภายนอกหรือต้องการขนาน BTS7960
LPWM2 :  สำหรับควบคุมทิศทางกรณีหมุนซ้ายจะเป็น Hi กรณีหมุนขวาจะเป็น Low หากต่อกับ Driver Motor แยกต่อเข้ากับ IN1 หรือ IN2 เพื่อคุมทิศทางที่ต้องการ
RPWM2 :  สำหรับควบคุมทิศทางกรณีหมุนขวาจะเป็น Hi กรณีหมุนซ้ายจะเป็น Low หากต่อกับ Driver Motor แยกต่อเข้ากับ IN1 หรือ IN2 เพื่อคุมทิศทางที่ต้องการ
LR_EN2 : สัญญาณ PWM Output สำหรับควบคุมความเร็ว หากต่อกับ Driver Motor แยกต่อเข้ากับ PWM/EN
GND : ต่อไฟลบ

2 x PWM O/P : สัญญาณ PWM/EN ควบคุมความเร็วมอเตอร์เสริม สำหรับต่อใช้งาน Driver Board ภายนอก แบบ 2 ช่องสัญญาณ (ควบคุม Speed เท่านั้น ไม่ได้ควบคุมทิศทาง)


******  Diode และ Limit SW ใช้ขนาดที่รองรับกระแสใช้งาน ของมอเตอร์ ที่เลือกมาใช้งาน เช่นมอเตอร์กิน 10A ก็ควรเลือกใช้ Limit SW และ Diode ที่มีสเปคใช้งานมากกว่า เป็นต้น...


คำแนะนำและข้อควรระวัง  :

   เพื่อความปลอดภัยกรณี คลื่นหลุด สัญญาณหาย หรือ แบตภาคส่งหมด ให้เข้าไป ตั้งค่าใน Function Fail Safe ที่ภาคส่งวิทยุของลูกค้าด้วย ตั้งค่าให้ทุก Channel หยุดทำงานเพื่อความปลอดภัยสูงสุด Safty First  

 
รายการอุปกรณ์เสริม :



FLY SKY FS-i6X และ รีซิฟ 10CH (FS-iA10B) ราคาชุดละ 2,580 บาท

 

---

 

---

แนวทางหลักการออกแบบ  :

   เริ่มจากการศึกษาสัญญาณที่ออกมาจากตัวรับวิทยุ แล้วมาแปลงรูปแบบสัญญาณให้ได้ตามต้องการ ด้วยการเขียนโปรแกรมควบคุมด้วย Arduino


  
 

  สัญญาณ PWM ที่ปล่อยออกมา จาก Reciver แต่ละช่องสัญญาณ หรือ ที่เรียกว่า CH นั่นล่ะ จะมีหน้าตาแบบด้านบนนี้เลย คือจะมีความกว้างของ Pluse ตามการโยกที่คันบังคับ คือ ถ้าโยกสุด ด้านหนึ่ง ค่าที่ได้ จะเป็น 2.0ms หรือ 1.0ms ค่ากลางคือ 1.5ms สำหรับ ชุดวิทยุบังคับ ที่ผมทำการทดลองเรียนรู้ คือ รุ่น FS-I6X จะรองรับสูงสุดได้ 10CH แน่นอนหากต้องการ ให้ ใช้งานได้ 10C้H ก็ต้องใช้ตัวรับ 10CH เช่นกัน เมื่อเราทราบแล้วว่า หน้าตา สัญญาณทีั่ได้จากตัวรับเป็นแบบนี้ ต่อไปก็คิดต่อว่า จะไป ควบคุมมอเตอร์ หรือ อุปกรณ์ ที่ต้องการให้ ทำงานได้อย่างไรดี หลักๆ ผมต้องการให้มาไดว์มอเตอร์ แบบ ควบคุมความเร็ว และ ทิศทางได้ แบบ อิสระ แน่นอนต้องหา วงจร Driver แบบ H-Bridge ซึ่งในท้องตลาด ก็ มีหลายแบบหลายรุ่น หลากสเปคมาก แต่การทำงานหลักคือ DCMotor Driver H - Bridge อยู่ 3 แบบ หลักๆ วงจรควบคุมแบบที่ใช้วอลุ่มปรับความเร็ว แบบนี้จะเห็นใช้งานกันมากและง่ายสุดโดยการ ใช้เซอร์โวไปปรับวอลุ่ม และ แตะสวิทช์ เพื่อสลับทิศทางหมุนมอเตอร์ และแบบที่ใช้สัญญาณ PWM และสัญญาณจากรีซิฟเวอร์ได้โดยตรง แต่ในที่นี้ผมจะขอกล่าวถึง วงจรไดว์แบบที่ใช้หลักการ PWM Input เท่านั้นเพราะสะดวกและมีประสิทธิภาพในการทำงานและพัฒนาระบบได้มากกว่า ดังนี้คือ

   แบบที่ 1 "ต่อกับตัวรับได้เลย มี PWM / Servo input" สามารถอ่านค่า ใช้งานได้ทันที ต่อกับช่อง Servo Port Input และมีช่อง PWM IN ด้วยเช่นกันข้อดีคือ ต่อ ใช้งานได้โดยตรงไม่ยุ่งยากทำได้ง่าย แต่ไม่ยืดหยุ่น ตรงที่ บอร์ด 1 ตัว ต้อง ต่อ ควบคุม กับมอเตอร์ 1 ตัว ข้างใดข้างนึง เช่นกรณี ทำรถตัดหญ้าบังคับวิทยุ ต้องใช้มอเตอร์ขับเคลื่อนหลัก คือ ขวา และ ซ้าย กรณี ใช้บอร์ดควบคุมแบบนี้เลย การควบคุม จะต้องควบคุมแบบ 2 มือ กล่าวคือ คันโยกขวาคุมมอเตอร์ ขวา สำหรับหมุนเดินหน้า ถอยหลัง    คันโยกซ้าย ต้องคุมมอเตอร์ซ้าย สำหรับ เดินหน้า ถอยหลัง ครั่น พอจะเดินหน้า ก็ ต้อง โยก จอยไปข้างหน้า พร้อมกัน 2 มือ 2 แกน พร้อมๆ กัน ถ้าไม่พร้อม รถจะวิ่งเอียง ก็จะไม่สะดวก หาก ผู้ใช้งาน ใช้มือได้ แค่ข้างเดียว หรือ ไม่ถนัด ใช้ 2 มือ แทนที่จะใช้มือเดียวควบคุม และ อีกมือ ไปควบคุมอย่างอื่นแทน แต่หากต้องการ ควบคุมแบบแกนเดียว มือเดียวก็ สามารถ ทำได้ โดยการนำ สัญญาณทั้ง 2 ช่อง มา รวมกัน ผ่าน วงจรรวมสัญญาณ ที่ถูกออกแบบมาเฉพาะ เพื่อควบคุมบอร์ด ทั้ง ขวา และ ซ้าย ให้ สัมพันธ์กันได้ นั่นเอง...

 

   แบบที่ 2 "มี Port รับสัญญาณแบบ PWM" แบบนี้ ราคาก็จะถูกกว่า แต่ต้องทำการแปลงสัญญาณขับเซอร์โว ที่ได้จากตัวรับ คือรูปแบบพัลล์ 1ms - 2ms จากช่องนั้นๆ มาเป็นสัญญาณ PWM เพื่อป้อนเข้าสู่ Board Driver H-Bridge ให้ได้เสียก่อน แน่นอนความปวดหัว ก็มาเยือน ผมจึงเลือกใช้ Arduino Mocrocontroller  เข้ามาช่วย จึงศึกษารูปแบบของโค้ดที่จะมา รับค่าพัลล์นี้ ไปใช้งานให้ได้ คำสั่งพื้นฐานของโปรแกรม ที่สามารถอ่านค่าจากตัวรับ มาเป็นค่าทางตัวเลข 1000 - 2000  คือคำสั่ง pulseIn นั่นเอง คำสั่งนี้คือพระเอกของโปรแกรม เป็นจุดเริ่มต้นในการรับค่าจากตัวรับแล้วไป ทำอะไรต่อก็ว่าไป ขึ้นอยู่กับผู้พัฒนาโปรแกรม . . . .

   
 ข้อดี : ของการนำเอา สัญญาณที่ได้ จากตัวรับ มาผ่านกระบวนการ หรือผ่าน Arduino นี้คือเราสามารถกำหนด เขียนโปรแกรมให้ การควบคุม อยู่ ในคันบังคับแกน เดียวกันได้เลย ไม่ต้องใช้ 2 แกนเหมือนแบบแรก ทำให้ ทำงานสะดวกบังคับทิศทางได้ด้วย นิ้วเดียว มือเดียว และยังยืดหยุ่นเขียนโปรแกรมให้ การควบคุม เร้วช้า นิ่มนวลได้ ตามใจสามารถใส่เงือนไข ไปได้ ไม่มีที่สิ้นสุด สามารถ ต่อยอด พัฒนาได้ไม่มีสิ้นสุด สามารถกำหนด
ให้แต่ละ CH ทำหน้าที่อะไรใช้งานแบบไหนสั่งงานอะไร จะรีเลย์ หรือมอเตอร์ก็ได้สเหน่ของมันอยู่ตรงนี้นนั่นเอง ....


 

---