雲台馬達選型計算機

依環境參數反推馬達扭力與電流,推估 BaseCam 驅動架構

100% 瀏覽器本地計算,不上傳任何資料
MOTOR SIZING WORKSHEET · BASECAM SBGC

雲台馬達選型計算機

依環境風阻與動態穩定需求,逐軸反推所需扭力與電流,再比對 BaseCam 各級驅動架構的電流餘裕,找出最適合的驅動方案。

Step 1 · 氣動環境參數

同一機體的飛行環境參數,套用到三軸共通計算。

F_drag = ½·ρ·v²·Cd·A  T_wind = F_drag × L_arm
參考基準・非直接套用

DJI 消費機「5 級抗風」=最大 10.7 m/s(Mini 3/Avata 2;Mavic 2 約 8–10 m/s),測的是機身懸停時推力能否撐住逆風(整機阻力),不是雲台在飛行中承受的相對氣流速度。後者通常更接近「巡航/衝刺空速 + 陣風」,且常超過懸停抗風等級——v 建議依目標機體實際飛行速度設定,而非直接代入任何機型的抗風等級。

Step 2–3 · 三軸動態與慣性參數

切換分頁分別填入 Roll / Pitch / Yaw 各軸的迎風面積、力臂、轉動慣量與穩定頻寬(Pitch 軸通常扭矩最大)。

α ≈ (2π·f_bw)² × θ_max  T_inertia = J × α

Step 3–4 · 摩擦與安全係數

套用到三軸共通的經驗值:摩擦/走線阻力抓風阻與慣性總和的比例,最終再乘上安全係數。

T_friction = (T_wind + T_inertia) × 摩擦比例  T_required = (T_wind + T_inertia + T_friction) × SF

Step 6 · 驅動架構電流規格

預設值取自研究筆記;CAN_Driver 官方未公開明確安培數,請務必洽官方 datasheet 後填入實測值。

I = T_required / Kt  連續電流(RMS)對應 T_wind;峰值電流對應 T_required

量測驗證 · 上傳 LOS 量測資料

上面的 θ_max 與 f_bw 是「需求端」的假設值,實際做出來的雲台表現如何必須量測。把 LOS 量測 CSV 拖進來,即可算出 RMS 抖動、功率頻譜、累積 RMS 與抗擾傳遞函數,再一鍵回填成計算機的輸入。所有運算都在你的瀏覽器完成,檔案不會上傳。

拖放 CSV 檔到這裡,或點擊選擇

方法論依據:本計算機依「BaseCam 雲台自穩控制方案研究筆記」第 6 節「馬達選型方法論」逐步實作——先由氣動力干擾與動態穩定需求反推所需扭力,換算為連續/峰值電流,再回頭比對驅動架構的電流餘裕,而非先選介面再將就馬達。

  • 標準款板載驅動的 1.5A 為官方標示的「三軸合計上限」,並非單軸額定,因此以三軸峰值電流總和比對。
  • I2C_Drv電流能力取決於實際選用的 FET/驅動 IC(如 DRV8839/DRV8313),預設值僅供參考。
  • CAN_Driver官方未公開明確安培數,內建過熱保護機制;規格未填時該項狀態顯示為「資料未提供」,不納入建議判斷。
  • BaseCamBGC Pro單馬達可達 13A,支援 5–50kg 相機系統,為餘裕最大但成本/體積最高的方案。

如何使用?

1

填入環境與軸向參數

在 Step 1–4 面板依機體與任務需求填入風速、氣動與慣性參數

2

切換分頁比對三軸

Roll / Pitch / Yaw 個別切換填寫,找出峰值電流最大的瓶頸軸

3

查看建議驅動架構

右側即時比對四種 BaseCam 驅動架構的電流餘裕,取得建議方案

常見問題

這台計算機的公式依據是什麼?
依「BaseCam 雲台自穩控制方案研究筆記」第 6 節「馬達選型方法論」逐步實作:先由氣動阻力反推風阻扭力,再加上動態穩定所需的慣性扭力,套用摩擦餘量與安全係數得出總需求扭力,換算為連續/峰值電流後,回頭比對各驅動架構的電流餘裕,而非先選介面再將就馬達。
為什麼「標準款板載驅動」用三軸合計比較,其他驅動用單軸比較?
因為官方規格書把 1.5A 標示為三軸共用的合計上限,不是單軸額定;I2C_Drv、CAN_Driver、BaseCamBGC Pro 則是每顆馬達各自獨立供電,因此改用峰值電流最大的單軸(瓶頸軸)來比較。
CAN_Driver 為什麼一直顯示「資料未提供」?
CAN_Driver 官方目前未公開明確的連續/峰值安培數,這是研究筆記中列為待確認的項目。計算機刻意不猜測數字,請洽官方 datasheet 或實測後手動填入,填入後才會納入建議判斷。
風速 v 可以直接用無人機的抗風等級(例如 DJI 5 級抗風)當參考嗎?
不建議直接套用。DJI 消費機「5 級抗風」=最大 10.7 m/s(Mini 3/Avata 2;Mavic 2 約 8–10 m/s),測的是機身懸停時推力能否撐住逆風(整機阻力),並非雲台在飛行中承受的相對氣流速度。後者通常更接近「巡航/衝刺空速 + 陣風」,且常超過懸停抗風等級,建議依目標機體實際飛行速度設定 v。
資料會上傳到伺服器嗎?
不會。所有計算都在你的瀏覽器本地完成,不會上傳任何資料;輸入的參數只存在你的裝置的 localStorage 裡,可隨時按「重設為預設值」清除。量測驗證功能讀取的 CSV 也完全在瀏覽器內解析與運算,檔案不會傳送到任何伺服器。
量測驗證的 CSV 要什麼格式?
第一列為欄位名稱,其後每列一筆等間隔取樣。至少需要一欄 LOS 位置訊號;若另有一欄基座陀螺角速度,還會計算抗擾傳遞函數與抗擾頻寬。取樣率由你在介面上指定,校準係數用來把原始讀數換算成弧度。載入後可自行指定各欄位的對應關係,欄位名稱不限。