556 Servo Driver: 5 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Серво (мөн RC servos) нь радио удирдлага, жижиг оврын роботт ашиглагддаг жижиг, хямд, бөөнөөр үйлдвэрлэсэн сервомотор юм. Эдгээрийг амархан хянахад зориулагдсан болно: дотоод потенциометрийн байрлалыг хяналтын төхөөрөмжөөс (өөрөөр хэлбэл радио удирдлага) өгсөн тушаалтай харьцуулж үздэг. Аливаа ялгаа нь зохих чиглэлд алдааны дохио өгөхөд хүргэдэг бөгөөд энэ нь цахилгаан моторыг урагш эсвэл арагш чиглүүлж, босоо амыг тушаалын байрлалд шилжүүлдэг. Серво энэ байрлалд хүрэхэд алдааны дохио буурч тэг болж, энэ үед servo хөдлөхөө болино.

Радио хяналтын серво нь гурван утастай стандарт холболтоор холбогддог: тогтмол гүйдлийн тэжээлийн хоёр утас, хяналтын нэг утас, импульсийн өргөн модуляцийн (PWM) дохиог дамжуулдаг. Стандарт хүчдэл нь 4.8 В тогтмол гүйдэл боловч хэдхэн сервод 6 В ба 12 В хүчдэлийг ашигладаг. Хяналтын дохио нь 50 Гц хурдтай дижитал ХОУХ -ны дохио юм. 20 ms тутамд идэвхтэй өндөр дижитал импульс нь байрлалыг хянадаг. Импульсийн нэрлэсэн утга нь 1.0 мс -ээс 2.0 мс хооронд хэлбэлздэг бөгөөд 1.5 мс үргэлж хүрээний төвд байдаг.

Сервог хянахын тулд танд микроконтроллер эсвэл компьютер хэрэггүй. Та 555 цаг хэмжигч IC -ийг ашиглан сервод шаардлагатай импульс өгөх боломжтой.

Сүлжээнд микроконтроллер дээр суурилсан олон хэлхээ байдаг. Ганц 555 дээр суурилсан servo -ийг турших хэд хэдэн хэлхээ байдаг боловч давтамж огт өөрчлөгддөггүй нарийн цагийг би хүсч байсан. Гэсэн хэдий ч хямд, барихад хялбар байх ёстой.

Алхам 1: ХБХ юу вэ?

Нэрнээс нь харахад импульсийн өргөний модуляцийн хурдны хяналт нь хөдөлгүүрийг "ON-OFF" цуврал импульсээр жолоодох, ажлын мөчлөгийг өөрчлөх замаар ажилладаг бөгөөд гаралтын хүчдэл нь "OFF" байх үеийнхтэй харьцуулахад "ON" байна.”, Давтамжийг тогтмол байлгаж байхад импульс.

Энэ хэлхээний гол ойлголт нь servo -ийг жолоодохын тулд гаралтын PWM (Pulse Width Modulation) дохиог бий болгохын тулд хоёр таймер ашигладаг.

Эхний таймер нь гайхалтай мультивибратороор ажилладаг бөгөөд "дамжуулагч давтамж" буюу импульсийн давтамжийг үүсгэдэг. Төөрөгдөлтэй сонсогдож байна уу? Гаралтын импульсийн өргөн өөр байж болох ч бид эхний импульсийн эхлэлээс хоёр дахь импульсийн эхлэл хүртэлх хугацааг ижил байлгахыг хүсч байна. Энэ бол судасны цохилтын давтамж юм. Энд энэ хэлхээ нь ихэнх ганц 555 хэлхээний янз бүрийн давтамжийг давж гардаг.

Хоёрдахь цаг хэмжигч нь тогтворгүй мультивибраторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь өөрийн импульс үүсгэхийн тулд түүнийг өдөөх шаардлагатай гэсэн үг юм. Дээр дурдсанчлан, эхний таймер нь хэрэглэгчийн тогтоосон интервалаар хоёр дахь хугацааг эхлүүлэх болно. Хоёрдахь таймер нь гаралтын импульсийн өргөнийг тохируулах, эсвэл үүргийн мөчлөгийг тодорхойлохын тулд servo -ийн эргэлтийг хангах зориулалттай гадаад тогоотой. Схемд орцгооё …

Алхам 2: Бага зэрэг математик… давтамж

Энэ хэлхээнд LM556 эсвэл NE556 ашигладаг бөгөөд үүнийг хоёр 555 -аар сольж болно. Би 556 -ийг ашиглахаар шийдсэн, учир нь энэ нь нэг багцад хос 555 юм. Зүүн таймерын хэлхээ буюу давтамжийн генераторыг гайхалтай мультивибратор болгон тохируулсан болно. Үүний гол санаа бол 50 Гц давтамжтай зөөгч давтамж гаргаж авах явдал юм. Эндээс баруун гар талын таймер буюу импульсийн өргөн генератороор ажлын мөчлөгийг нэмж оруулах болно.

C1 нь R1, R4 (давтамжийг тохируулахад ашигладаг) ба R2 -ээр цэнэглэгддэг. Энэ хугацаанд гарц өндөр байна. Дараа нь C1 нь R1 -ээр цэнэглэгддэг бөгөөд гаралт нь бага байдаг.

F = 1.44 / ((R2 + R4 + 2 * R1) * C1)

R1 = 0 хувьд F = 64Hz

R1 = 47k -ийн хувьд F = 33Hz

Хялбаршуулсан загварчилсан хэлхээнд R1 -ийг орхигдуулсан бөгөөд давтамж нь тогтмол 64 Гц байна.

Маш чухал! Бид гаралт багатай байх хугацааг импульсийн өргөн үүсгэгчийн хамгийн бага импульсийн өргөнөөс богино байхыг хүсч байна.

Алхам 3: Бага зэрэг математик … Пульс

Импульсийн өргөн үүсгэгч буюу баруун гар таймерыг monostable горимд тохируулдаг. Энэ нь таймерыг асаах бүрт гаралтын импульс өгдөг гэсэн үг юм. Импульсийн хугацааг R3, R5, R6, C3 -аар тодорхойлно. Импульсийн өргөнийг тодорхойлохын тулд гадаад потенциометр (100k LIN POT) холбогдсон бөгөөд энэ нь серво дээрх эргэлт ба эргэлтийн хугацааг тодорхойлдог. R5 ба R6 нь servo -ийн хамгийн гадна талын байрлалыг нарийн тааруулахад ашигладаг бөгөөд ингэснээр ярихаас зайлсхийдэг. Ашигласан томъёог дараахь байдлаар ашиглана.

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

Тиймээс бүх хувьсах эсэргүүцэлийг тэг болгож тохируулах үед импульсийн хамгийн бага хугацаа нь:

t = 1.1 * R3 * C4

t = 0.36 ms

Импульсийн өргөн үүсгэгч нь дараалан 0.36 мс импульс үүсгэдэггүй, харин тогтвортой +- 64 Гц давтамжтай байхын тулд импульсийн өргөний хамгийн бага хугацаа нь гох импульсээс урт байдаг гэдгийг анхаарна уу.

Потенциометрийг хамгийн дээд хэмжээнд тохируулах үед цаг нь болно

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

t = 13 ms

Ажлын мөчлөг = Импульсийн өргөн / интервал.

Тиймээс 64 Гц давтамжтай импульсийн интервал 15.6 мс байна. Тиймээс үүргийн мөчлөг нь 2% -иас 20% хооронд хэлбэлздэг бөгөөд төв нь 10% байдаг (1.5ms импульс нь төвийн байрлал гэдгийг санаарай).

Ойлгомжтой байх үүднээс R5 ба R6 потенциометрүүдийг симуляциас хасч, нэг эсэргүүцэл, нэг потенциометрээр сольсон.

Алхам 4: Математикийн хувьд хангалттай! Одоо тоглоцгооё

Та симуляцийг ЭНД ДАРЖ тоглуулж болно: "Дуурайх" товчлуур дээр дарж, дууриамал ачаалах хүртэл хүлээгээд "Симуляцийг эхлүүлэх" товчийг дарна уу: хүчдэл тогтворжихыг хүлээгээд потенциометр дээрх хулганы зүүн товчлуурыг дарж барина уу. Хулганаа чирээд потенциометрийг хөдөлгөж servo -ийг удирдах боломжтой.

Дээд осциллограф дээр импульсийн өргөн өөрчлөгдөж байгааг тэмдэглэж болох бөгөөд хоёрдахь осциллограф дээр импульсийн давтамж ижил хэвээр байна.

Алхам 5: Хамгийн сүүлд гэхдээ хамгийн багадаа … жинхэнэ зүйл

Хэрэв та цаашаа явж хэлхээг өөрөө бүтээхийг хүсвэл энд схем, ПХБ -ийн зохион байгуулалт (энэ бол нэг талаас ПХБ -ийг гэртээ хялбархан үйлдвэрлэх боломжтой), эд ангиудын зохион байгуулалт, зэсийн зохион байгуулалт, эд ангиудын жагсаалтыг олох боломжтой.

Тайрагчийн талаар бяцхан тэмдэглэл:

• цэнхэр шүргэгч нь дохионы давтамжийг тохируулдаг
• дунд хар шүргэгч нь эргэлтийн доод хязгаарыг тогтоодог
• үлдсэн хар шүргэгч нь эргэлтийн дээд хязгаарыг тогтоожээ

Тодорхой servo хэлхээний шалгалт тохируулга хийхэд хэрэгтэй хурдан тэмдэглэл:

1. үндсэн потенциометрийг тэг болгоно
2. дунд хар шүргэгчийг servo -ийг доод хязгаарт тууштай тохируулах хүртэл тохируулаарай
3. одоо үндсэн потенциометрийг хамгийн дээд хэмжээнд тавь
4. үлдсэн хар шүргэгчийг servo -ийг дээд хязгаарт тасралтгүй тохируулах хүртэл тохируулаарай

Хэрэв танд энэхүү зааварчилгаа таалагдсан бол тэмцээнд оролцохдоо надад саналаа өгөөрэй!:)

Electronics Tips & Tricks Challenge -ийн шүүгчдийн шагнал