DJI Phantom 2

Chegou o meu presente de Natal !

Quadricoptero DJI Phantom 2, Gimbal Zemuse H3-3D, Camera GoPro Hero 4 e o FPV Black Pearl.

Estou fascinado com esse equipamento. 

Pretendo dissecá-lo o máximo que puder. Aguardem.

Fotos, imagens e vídeos...

Gustavo Murta

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Observações adicionais :

Medi com paquímetro, o diâmetro externo do motor = 28 mm.

Parafuso da rosca da hélice = altura de 7 mm e diâmetro de 6 mm.

Acho que é isso ai :

Esse são os contatos da Bateria LIPO de 11,1 V / 5200mAh .

Ela é uma bateria inteligente. Tem um circuito interno que mede e controla a carga. 

Possui alguns leds indicadores e tem um botão de power on.

Esses dois pinos abaixo devem ser para comunicação com o Drone. 

Essa é a bateria LIPO de 11,1V e 5200 mAH:

O led do botão de power on é vermelho e o os outros quatros leds verdes indicam a carga - 25%, 50%, 75% e 100%.

O carregador da bateria se parece com o de laptop - só tem dois fios. Pesa aproximadamente umas 350 gramas. O tempo máximo de vôo é de 25 minutos com essa bateira (de acordo com o manual).

Essa bateria é bem sofisticada - tem microcontrolador e circuito para recarga. 

Leds verdes indicam porcentagem de carga. 

O botão serve para ligar a bateria (mesmo desconectada do Phantom) e ou ligar o Phantom.

Para ligar a bateria (ou Phantom), pressione o botão , o led vermelho acende e logo depois pressione o botão novamente, mas por 2 segundos. 

Para desligar, use o mesmo procedimento.

Link: http://wiki.dji.com/en/index.php/Phantom_2-Preparing_the_Flight_Bat...

Phantom 2-Battery Usage.jpg

Esses são os LEDs indicadores, quando a bateria esta sendo carregada e quando o Phantom esta em uso:

Para identificar a condição da bateria (vida da bateria), com a bateria desligada, pressione o botão por 5 segundos.

Phantom 2-Description of the Battery Level Indicator.jpg

Vejam uma bateria desmontada :

Informações interessantes sobre a Bateria :

Comunicação: O controlador principal comunica com a bateria através de portas de comunicação para obter  a tensão da bateria, a capacidade atual e outras informações.


Proteção de Sobrecarga: A carga  para automaticamente quando a tensão da bateria atinge 12.8V para evitar danos de sobrecarga. Eu medi a tensão da fonte de carga = 12,6 V.

Proteção de descarga: A descarga para automaticamente quando a tensão da bateria atinge 8.4V, para prevenir danos de descarga.


Proteção contra curto circuito: Automaticamente corta o fornecimento de energia quando um curto-circuito é detectado.


Proteção de Sleep: a bateria entrará no modo de suspensão após 10 minutos de inatividade para economizar energia. A corrente estática é 10nA no modo de suspensão quando a bateria está ligada sem se conectar a outros dispositivos.


Detecção de temperatura: A bateria será carregada apenas quando a sua temperatura estiver dentro da faixa de 0 ℃ ~ 55 ℃. Se a temperatura da bateria estiver fora dessa faixa, a bateria para de carregar.

Através do programa de configuração do Phantom 2, é possível obter informações sobre a bateria.

A conexão do PC é feita através de um cabo mini USB.

As baterias de Litio/Polímero são extremamente eficientes, são leves e podem ter alta capacidade de energia. Por isso deve-se ter alguns cuidados com o uso das mesmas. 

Link: http://www.rchelicopterfun.com/rc-lipo-batteries.html

Se a bateria estiver estufada, estiver aquecendo muito ao usá-la ou quando estiver sendo carregada, desligue-a imediatamente do circuito. E também nunca faça um curto circuito com os polos da bateria. Existe o perigo de explosão e incêndio. E nunca tente apagar um incêndio de bateria LIPO com água, pois o Lítio reage com a mesma!

O gás expelido quando ela esta estufada e arrebenta a embalagem é inflamável, para piorar a situação. 

Nunca deixe o carregador da Bateria ligado se não estiver por perto. Acidentes podem acontecer. Deixe a bateria e o carregador em cima de concreto, ceramica ou algum material que não seja inflamável.

Nunca carregue a bateria acima do limite de carga e nem mais rápido que o recomendado para o tipo da bateria. 

Nunca tente furar uma Bateria LIPO - veja o que esse idiota fez!

Nunca jogue uma bateria LIPO no fogo !!! E nem jogue água !

No caso do bateria do Phantom 2 , ela é formada por três celulas ligadas em série (3S).

Cada célula tem a tensão de 3,7 V, portanto 3 x 3,7 = 11,1 Volts. 

A tensão máxima de carga de cada célula é de 4,2 V. Por isso os carregadores são balanceados, monitorando a carga individualmente cada célula. Como eu já disse, se a célula for sobrecarregada, existe o perigo dela estufar e queimar. Quando a tensão da célula chegar nos 4,2 V é porque a mesma esta totalmente carregada.

Tensão máxima de carga = 3 x 4,2V = 12,6V 

Veja alguns tipos de bateria LIPO:

  • 3.7 volt battery = 1 cell x 3.7 volts (1S)
  • 7.4 volt battery = 2 cells x 3.7 volts (2S)
  • 11.1 volt battery = 3 cells x 3.7 volts (3S)
  • 14.8 volt battery = 4 cells x 3.7 volts (4S)
  • 18.5 volt battery = 5 cells x 3.7 volts (5S)
  • 22.2 volt battery = 6 cells x 3.7 volts (6S)
  • 29.6 volt battery = 8 cells x 3.7 volts (8S)
  • 37.0 volt battery = 10 cells x 3.7 volts (10S)
  • 44.4 volt battery = 12 cells x 3.7 volts (12S)

A potência da bateria do Phantom é 57,72 Wh . A corrente é de 5200 mAh.

P = V x I = 11,1 x 5,2 = 57,72 Wh

O carregador da bateria do Phantom tem a tensão de 12,6 V e a corrente de 4 Ampéres. 

Portanto podemos deduzir que o tipo de carga é 0,7 C. 

Por exemplo se o carregador tivesse 5,2 A, o tipo de carga seria 1C

Cargas muito rápidas envolvem risco de danificar as baterias, por isso  para baterias LIPO nunca carregue com carga acima de 1C

Esse é o circuito que controla a rotação/potência do motor BLDC. 

Debaixo desse ESC (eletronic speed control) tem três leds RGB que servem de indicadores. 

Cada cor e ou piscagem indicam uma ação ou comportamento do Drone. 

Depois farei várias medições com osciloscopio.

Estava procurando informações mais detalhadas sobre o ESC do Phantom 2 e econtrei nesse forum fantástico (RCGroups) até um diagrama do circuito eletrônico. (não sei se esta completo) . 

Link: http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2264946

Disponibilizando informações traduzidas, as fotos e diagramas do Forum (link acima) :

(eu ainda não conferi todas as informações) 

Esses são os FETs usados na placa ESC:

Alpha and Omega Semiconductor Inc.  http://www.aosmd.com/

AO4430 ==> http://aosmd.com/res/data_sheets/AO4430.pdf

AO4407A ==> http://aosmd.com/res/data_sheets/AO4407A.pdf

Descrição do conector de 4 pinos:

1 - Laranja = 1kHz
2 - Marrom  = Terra
3 - Laranja = Controle do Motor pelo controlador de vôo, 400Hz
4 - Orange = Controle do Motor pelo  controlador de vôo, 400Hz

Os pinos 3 e 4 estão ligados entre si, tanto no ESC como na  placa principal.

O Motor é controlado pelo ciclo de trabalho do sinal de 400Hz, similar ao controle de motores  Servo Digitais - usa essa informação para determinar a sua posição. Estes são aproximadamente os ciclos de trabalho medido para ON e OFF e velocidade máxima.

37% do ciclo = Motor desligado, 
47% do ciclo = Motor ligado em ponto morto, 
71% do ciclo = Motor com velocidade máxima

A coisa mais interessante aqui é o fio com o sinal de 1 kHz. O Ciclo de trabalho é o que controla os LEDs na placa do ESC.

10% = Off
20% = vermelho
30% = Verde
40% = Amarelo / Laranja (vermelho + verde)
50% = Off
60% = LEDs ir junto com o sinal do motor, ou seja, os LEDs frontais piscando com o arranque de som (Motor on = LED, Motor off = LED desligado)
70% = Off
80% = Off
90% = Off
100% = Off

Então, combinando esses ciclos de trabalho em várias ordens e tempos pode-se iluminar o Drone com piscadas e cores diferentes

.

Fotos que copiei no mesmo link acima :

Link: http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2264946

Não consegui anexar o PDF do circuito , mas no link acima tem.

Anexei o arquivo do diagrama do ESC .

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