556 Серво драйвері: 5 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Серво (сонымен қатар RC сервосы)-бұл радиобасқару мен шағын робототехника үшін қолданылатын шағын, арзан, жаппай шығарылатын сервомоторлар. Олар оңай басқарылатын етіп жасалған: ішкі потенциометрдің орналасуы басқару құрылғысынан (яғни, радиобасқару) берілген позициямен үнемі салыстырылады. Кез келген айырмашылық электр қозғалтқышын алға немесе артқа қозғайтын және білікті басқарылатын орынға жылжытатын тиісті бағытта қате сигналын тудырады. Серво осы күйге жеткенде, қате сигналы төмендейді, содан кейін нөлге айналады, сол кезде серво қозғалысын тоқтатады.

Радиобасқару сервосы стандартты үш сымды байланыс арқылы қосылады: импульстік енді модуляция (PWM) сигналы бар тұрақты ток көзіне арналған екі сым және басқару үшін бір сым. Стандартты кернеу 4,8 В тұрақты ток, бірақ 6 В және 12 В бірнеше серверлерде де қолданылады. Басқару сигналы - 50 Гц кадр жиілігі бар сандық PWM сигналы. Әр 20 мс уақыт ішінде белсенді жоғары цифрлық импульс позицияны басқарады. Импульстің номиналды мәні 1,0 мс -тен 2,0 мс -қа дейін болады, әрқашан 1,5 мс диапазон орталығында болады.

Сервоны басқару үшін сізге микроконтроллер немесе компьютер қажет емес. Сервоға қажетті импульстарды қамтамасыз ету үшін сіз 555 IC таймерін қолдана аласыз.

Микроконтроллерге негізделген көптеген схемалар желіде бар. Сондай -ақ, 555 -ке негізделген серводы тексеруге арналған бірнеше схемалар бар, бірақ мен жиілігі өзгермейтін дәл уақытты алғым келді. Дегенмен, оны салу арзан әрі арзан болуы керек еді.

1 -қадам: PWM не?

Атауынан көрініп тұрғандай, импульстік ен модуляциясының жылдамдығын реттеу қозғалтқышты «ON-OFF» сериялы импульстармен басқарып, жұмыс циклін өзгерту арқылы жұмыс істейді, бұл кезде «ӨШІРУЛІ» уақытпен салыстырғанда шығыс кернеуі «ON» болады. », Жиілікті тұрақты ұстау кезінде импульстар.

Бұл тізбектің тұжырымдамасы - бұл сервоны басқару үшін шығыс PWM (импульстік ені модуляциясы) сигналын шығару үшін екі таймерді қолданады.

Бірінші таймер керемет мультивибратор ретінде жұмыс істейді және ол «тасымалдаушы жиілікті» немесе импульстер жиілігін тудырады. Шатастыратын дыбыстар бар ма? Шығу импульсінің ені әр түрлі болуы мүмкін, бірақ біз бірінші импульстің басынан екінші импульстің басына дейінгі уақыттың бірдей болғанын қалаймыз. Бұл импульстің пайда болу жиілігі. Міне, бұл схема 555 жалғыз тізбектердің әр түрлі жиілігін жеңеді.

Екінші таймер тұрақты мультивибратор рөлін атқарады. Бұл өздігінен импульс жасау үшін оны іске қосу қажет екенін білдіреді. Жоғарыда айтылғандай, бірінші таймер екіншісін тұрақты, пайдаланушы анықтайтын интервалда іске қосады. Екінші таймерде шығыс импульсінің енін орнатуға немесе жұмыс циклін анықтауға және өз кезегінде серво айналуын анықтауға арналған сыртқы ыдыс бар. Схемаға көшейік …

2 -қадам: Математикадан кішкене… жиілік

Схемада LM556 немесе NE556 қолданылады, оны екі 555 -ке ауыстыруға болады. Мен 556 -ды қолдануға шешім қабылдадым, себебі бұл бір пакеттегі қос 555. Сол жақ таймер тізбегі немесе жиілік генераторы керемет мультивибратор ретінде орнатылған. Идея - бұл шамамен 50 Гц жиіліктегі тасымалдаушы жиілікті шығаруға мүмкіндік беру, сол жерден жұмыс циклы оң жақ таймермен немесе импульстік ені генераторымен қосылады.

C1 R1, R4 (жиілікті орнату үшін қолданылады) және R2 арқылы зарядтайды. Осы уақыт ішінде өнімділік жоғары болады. Содан кейін C1 R1 арқылы ағызылады, ал шығыс төмен болады.

F = 1,44 / ((R2 + R4 + 2 * R1) * C1)

R1 = 0 үшін F = 64Гц

R1 = 47k үшін F = 33Гц

Оңайлатылған модельдеу схемасында R1 алынып тасталған, ал жиілігі - бекітілген 64 Гц.

Өте маңызды! Біз шығыс аз болатын уақыт импульстік ені генераторының минималды импульстік енінен қысқа болғанын қалаймыз.

3 -қадам: Математикадан кішкене… Импульс

Импульстің ені генераторы немесе оң жақ таймер монотерапты режимде орнатылады. Бұл таймер іске қосылған сайын шығыс импульсін беретінін білдіреді. Импульстің уақыты R3, R5, R6 және C3 арқылы анықталады. Импульстің енін анықтау үшін сыртқы потенциометр (100k LIN POT) қосылған, ол серво бойынша айналу мен айналу ұзақтығын анықтайды. R5 және R6 серво үшін ең шеткі позицияларды дәл реттеу үшін пайдаланылады, бұл оның сөйлеуін болдырмайды. Қолданылатын формула келесідей:

t = 1.1 * (R3 + R5 + (R6 * POT)/(R6 + POT)) * C4

Осылайша, барлық айнымалы резисторлар нөлге орнатылған кезде импульстің минималды уақыты:

t = 1.1 * R3 * C4

t = 0,36 мс

Импульстің ені генераторы 0,36 мс импульсті бірінен соң бірі емес, тұрақты +- 64 Гц жиілікте генерациялайтынына көз жеткізу үшін импульстің ең аз уақыты триггер импульсынан ұзағырақ екенін ескеріңіз.

Потенциометрлер максимумға қойылған кезде, уақыт

t = 1.1 * (R3 + R5 + (R6 * POT)/(R6 + POT)) * C4

t = 13 мс

Жұмыс циклі = Импульстің ені / интервал.

Сонымен, 64 Гц жиілікте импульстік интервал 15,6 мс құрайды. Жұмыс циклі 2% -дан 20% -ға дейін өзгереді, оның ортасы 10% (импульстің 1,5 мс екенін есте сақтаңыз).

Түсінікті болу үшін R5 және R6 потенциометрлері симуляциядан алынып, олардың орнына бір резистор мен бір потенциометр орнатылды.

4 -қадам: Математикамен жеткілікті! Енді ойнайық

Сіз бұл жерде симуляцияны ойнай аласыз: «Модельдеу» түймесін басыңыз, модельдеу жүктелгенше күтіңіз, содан кейін «Модельдеуді бастау» түймесін басыңыз: кернеудің тұрақталуын күтіңіз, содан кейін потенциометрдегі тышқанның сол жақ батырмасын басып тұрыңыз. Тінтуірді сүйреп апарып, потенциометрді жылжытыңыз.

Жоғарғы осциллографта импульстің ені өзгеретінін байқауға болады, ал екінші осциллографта импульс жиілігі өзгеріссіз қалады.

5 -қадам: соңғы, бірақ аз емес … нақты нәрсе

Егер сіз әрі қарай жүріп, тізбектің өзін құрғыңыз келсе, мұнда схемалық, ПХД орналасуын (оны үйде оңай жасауға болатын бір жақты ПХД), компоненттердің орналасуын, мыстың орналасуын және бөлшектер тізімін табуға болады.

Триммер туралы шағын ескерту:

• көк триммер сигнал жиілігін орнатады
• қара қара қайшы төменгі айналу шегін орнатады
• қалған қара қайшының жоғарғы айналу шегін орнатады

Белгілі бір серво үшін тізбекті калибрлеуге пайдалы жылдам ескерту:

1. негізгі потенциометрді нөлге қойыңыз
2. ортаңғы қара қайшыны серво дыбыссыз төменгі шекке тұрақты орнатылғанша реттеңіз
3. енді негізгі потенциометрді максимумға қойыңыз
4. қалған қара қайшыны серво дыбыссыз жоғары шекке тұрақты орнатылғанша реттеңіз

Егер сізге бұл нұсқаулық ұнаған болса, маған конкурста дауыс беріңіз!:)

Электроника бойынша кеңестер мен трюктер байқауында төрешілер сыйлығы