556 Servo Driver: 5 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Серво (ошондой эле RC сервосу)-бул кичине, арзан, массалык түрдө чыгарылган сервомоторлор, радиобашкаруу жана кичине робототехника үчүн колдонулат. Алар оңой башкарылууга ылайыкташтырылган: ички потенциометрдин позициясы дайыма башкаруучу түзүлүштүн буйрук абалына салыштырылат (б.а. радио көзөмөл). Ар кандай айырмачылык электр кыймылдаткычын алдыга же артка айдап, валды буйрук абалына жылдырган тиешелүү багытта ката сигналын пайда кылат. Серво бул абалга жеткенде, ката сигналы азаят, анан нөлгө айланат, бул учурда серво кыймылын токтотот.

Радио башкаруу сервосу стандарттык үч зымдуу туташуу аркылуу туташат: эки зым туруктуу ток менен камсыздоо үчүн жана бирөө импульстук модуляция (PWM) сигналын алып жүрүү үчүн. Стандарттык чыңалуу DC 4.8 V, бирок 6 V жана 12 V да бир нече сервоприёмдерде колдонулат. Башкаруу сигналы 50 Гц кадр ылдамдыгы бар санарип PWM сигналы. Ар бир 20 мс мөөнөттө активдүү жогорку санариптик импульс позицияны көзөмөлдөйт. Импульс номиналдуу түрдө 1,0 мс тен 2,0 мске чейин, ар дайым диапазондун борбору болгон 1,5 мс.

Сервону башкаруу үчүн сизге микроконтроллердин же компьютердин кереги жок. Сервого керектүү импульстарды берүү үчүн урматтуу 555 таймер ICин колдоно аласыз.

Микроконтроллерге негизделген көптөгөн схемалар тармакта бар. Жалгыз 555ке негизделген сервону текшерүү үчүн бир нече схемалар бар, бирок мен такыр өзгөрбөстөн так убакытты кааладым. Бирок аны куруу арзан жана оңой болушу керек болчу.

1 -кадам: PWM Эмне?

Аталышынан көрүнүп тургандай, импульстун тууралыгын модуляциялоо ылдамдыгын көзөмөлдөө моторду "ON-OFF" сериясындагы импульстар менен башкарып, иштөө циклин өзгөртүү менен иштейт.”, Жыштыкты туруктуу кармоодо импульс.

Бул схеманын артында турган түшүнүк, ал эки таймерди колдонуп, PWM (Pulse Width Modulation) сигналын генерациялоо үчүн сервону айдайт.

Биринчи таймер таң калыштуу мультивибратор катары иштейт жана ал "ташуучу жыштыкты" же импульстун жыштыгын жаратат. Башаламан угулат? Ооба, өндүрүштүн импульстун туурасы ар кандай болушу мүмкүн, бирок биз биринчи импульстун башынан экинчи импульстун башталышына чейинки убакыттын бирдей болушун каалайбыз. Бул импульстун пайда болуу жыштыгы. Бул жерде бул схема көпчүлүк 555 микросхемалардын ар кандай жыштыгын жеңет.

Экинчи таймер бир калыптагы мультивибратордун ролун аткарат. Бул өзүнүн импульсун түзүү үчүн иштетилиши керек дегенди билдирет. Жогоруда айтылгандай, биринчи таймер экинчисин туруктуу, колдонуучу аныктоочу аралыкта иштетет. Экинчи таймерде сырткы казан бар, ал чыгаруу импульстун туурасын белгилөө үчүн колдонулат, же иш циклин аныктайт жана өз кезегинде сервонун айлануусун аныктайт. Келгиле схемага өтөлү …

2 -кадам: Бир аз математика… Жыштык

Райондо LM556 же NE556 колдонулат, аны эки 555 менен алмаштырса болот. Мен 556ды колдонууну чечтим, анткени ал бир пакетте кош 555. Сол таймердин схемасы же жыштык генератору таң калыштуу мультивибратор катары орнотулган. Идея аны болжол менен 50 Гц ташуучу жыштыкты чыгарууга алуу болуп саналат, ал жерден оң цикл таймерине же импульстун туурасы генераторуна кызмат цикли кошулат.

C1 R1, R4 (жыштыкты орнотуу үчүн колдонулат) жана R2 аркылуу заряддалат. Бул убакыттын ичинде өндүрүмдүүлүк жогору. Андан кийин C1 R1 аркылуу агып чыгат жана өндүрүм аз.

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

F = 64Hz R1 = 0 үчүн

F = 33Hz R1 = 47k үчүн

Жөнөкөйлөтүлгөн симуляцияланган схемада R1 алынып салынган жана жыштыгы 64 Гц туруктуу.

Абдан маанилүү! Биз өндүрүштүн төмөн болгон убактысынын импульстун генераторунун минималдуу импульстун туурасынан кыска болушун каалайбыз.

3 -кадам: Бир аз математика… Пульс

Импульстун туурасы генератору же оң колу таймер моностабилдүү режимде орнотулган. Бул таймер иштетилген сайын, ал чыгуунун импульсун берет дегенди билдирет. Импульс убактысы R3, R5, R6 жана C3 менен аныкталат. Тышкы потенциометр (100k LIN POT) пульстун туурасын аныктоо үчүн туташкан, ал серво боюнча айланууну жана айланууну аныктайт. R5 жана R6 сервонун эң сырткы абалын кылдат тууралоо үчүн колдонулат, аны сүйлөшүүдөн качат. Колдонулган формула төмөнкүчө:

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

Ошентип, бардык өзгөрмө резисторлор нөлгө коюлганда минималдуу импульс убактысы:

t = 1.1 * R3 * C4

t = 0.36 мс

Бул минималдуу импульстун туурасы убактысы импульс туурасынын генераторунун дайыма 0.36ms импульсун биринин артынан бирин эмес, туруктуу +- 64 Гц жыштыкта чыгарышын камсыз кылуу үчүн триггердин импульсуна караганда узагыраак экенин эске алыңыз.

Потенциометрлер максимумга коюлганда, убакыт

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

t = 13 мс

Милдеттүү цикл = Импульстун туурасы / интервал.

Ошентип, 64 Гц жыштыкта импульс аралыгы 15.6 мс. Ошентип, Duty Cycle 2% дан 20% га чейин өзгөрөт, борбору 10% ды түзөт (1.5ms импульс борбордук позиция экенин унутпаңыз).

Түшүнүктүү болуу үчүн симуляциядан R5 жана R6 потенциометрлери алынып салынып, бир каршылыкка жана бир потенциометрге алмаштырылды.

4 -кадам: Математика менен жетиштүү! Эми ойноп көрөлү

Сиз бул жерде симуляцияны ойной аласыз: жөн гана "Симуляция" баскычын чыкылдатыңыз, симуляция жүктөлгөнчө күтө туруңуз жана "Симуляцияны баштоо" баскычын чыкылдатыңыз: чыңалуунун турукташуусун күтүңүз, анан потенциометрдеги чычкандын сол баскычын басып кармап туруңуз. Чычканды сүйрөңүз жана потенциометрди жылдырыңыз.

Сиз импульс жыштыгын экинчи осциллографта өзгөртө тургандыгын байкасаңыз болот.

5 -кадам: Акыркы, бирок аз эмес … чыныгы нерсе

Эгерде сиз андан ары барып, схеманын өзүн кургусу келсе, бул жерде схеманы, ПХБнын жайгашуусун (бул бир жактуу ПКБ, сиз үйдө оңой эле даярдай аласыз), компоненттердин жайгашуусун, жездин жайгашуусун жана бөлүктөрдүн тизмесин таба аласыз.

Триммер жөнүндө бир аз эскертүү:

• көк триммер сигналдын жыштыгын белгилейт
• орто кара триммер төмөнкү айлануу чегин белгилейт
• калган кара кайчы жогорку айлануу чегин койду

Белгилүү бир серво үчүн схеманы калибрлөө үчүн пайдалуу кыска жазуу:

1. негизги потенциометрди нөлгө коюңуз
2. ортоңку кара триммерди жөнгө салгыла, servo ызы -чуусуз төмөнкү чекте туруктуу орнотулсун
3. азыр башкы потенциометрди максимумга коюңуз
4. калган кара триммерди серво сүйлөшпөстөн жогорку чекке туруктуу орнотулганга чейин тууралаңыз

Эгерде сизге бул көрсөтмө жаккан болсо, анда конкурста мага добуш бериңиз!:)

Электрондук кеңештер жана трюктар чакырыгында калыстар сыйлыгы