556 Servo Driver: 5 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Servo's (ook RC servo's) is klein, goedkoop, massa-vervaardigde servomotors wat gebruik word vir radiobeheer en kleinskaalse robotika. Dit is ontwerp om maklik beheer te word: die posisie van die interne potensiometer word voortdurend vergelyk met die posisionering van die bedieningsapparaat (dws die radiobeheer). Enige verskil gee aanleiding tot 'n foutsein in die regte rigting wat die elektriese motor vorentoe of agtertoe dryf en die as na die bevelposisie beweeg. As die servo hierdie posisie bereik, verminder die foutsein en word dan nul, op watter punt die servo ophou beweeg.

Radiobeheerservo's word verbind deur 'n standaard drie-draads aansluiting: twee drade vir 'n GS-kragtoevoer en een vir beheer, wat 'n pulswydte modulasie (PWM) sein dra. Die standaard spanning is 4.8 V DC, maar 6 V en 12 V word ook op 'n paar servo's gebruik. Die beheersignaal is 'n digitale PWM -sein met 'n raamsnelheid van 50 Hz. Binne elke tydsbestek van 20 ms beheer 'n aktiewe hoë digitale puls die posisie. Die pols wissel nominaal van 1.0 ms tot 2.0 ms, terwyl 1.5 ms altyd die middelpunt van die reeks is.

U het nie 'n mikrobeheerder of rekenaar nodig om 'n servo te beheer nie. U kan die eerbiedwaardige 555 timer IC gebruik om die nodige pulse aan 'n servo te verskaf.

Baie kringe op mikrobeheerder is op die internet beskikbaar. Daar is ook 'n paar stroombane beskikbaar om servo te toets, gebaseer op enkele 555's, maar ek wou presiese tydsberekening hê sonder dat die frekwensie hoegenaamd wissel. Tog moes dit goedkoop en maklik wees om te bou.

Stap 1: PWM Wat?

Soos die naam aandui, werk die pulswydte modulasie spoedbeheer deur die motor met 'n reeks "AAN-UIT" pulse te dryf en die werksiklus te wissel, die fraksie van tyd wat die uitgangsspanning "AAN" is in vergelyking met wanneer dit "UIT" is”, Van die pulse terwyl die frekwensie konstant gehou word.

Die konsep agter hierdie stroombaan is dat dit twee timers gebruik om die PWM -uitset (Pulse Width Modulation) seine te genereer om die servo mee te dryf.

Die eerste timer werk as 'n verstelbare multivibrator en genereer die 'drafrekwensie', of die frekwensie van die pulse. Klink dit verwarrend? Alhoewel die pulswydte van die uitset kan wissel, wil ons hê dat die tyd vanaf die begin van die eerste puls tot die begin van die tweede puls dieselfde moet wees. Dit is die frekwensie van die polsslag. En dit is waar hierdie stroombaan die wisselende frekwensie van die meeste enkele 555 stroombane oorkom.

Die tweede timer dien as 'n monostabiele multivibrator. Dit beteken dat dit geaktiveer moet word om 'n eie pols te genereer. Soos hierbo gesê, sal die eerste timer die tweede aktiveer op 'n vaste, deur die gebruiker gedefinieerde interval. Die tweede timer het egter 'n eksterne pot wat gebruik word om die uitgangspulswydte in te stel, of in werklikheid die werksiklus te bepaal en op sy beurt die draai van die servo. Kom ons gaan na die skematiese …

Stap 2: 'n Bietjie wiskunde … Frekwensie

Die kring gebruik 'n LM556 of NE556, wat met twee 555's vervang kan word. Ek het net besluit om die 556 te gebruik, want dit is 'n dubbele 555 in een pakket. Die linker timer -kring, of frekwensiegenerator, is opgestel as 'n asstabiele multivibrator. Die idee is om dit 'n drafrekwensie van ongeveer 50Hz te laat produseer, vanwaar 'n dienssiklus bygevoeg sal word deur die regterklok, of die pulswydtegenerator.

C1 laai deur R1, R4 (gebruik om die frekwensie in te stel) en R2. Gedurende hierdie tyd is die uitset hoog. Dan word C1 deur R1 gelos en die uitset is laag.

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

F = 64Hz vir R1 = 0

F = 33Hz vir R1 = 47k

Op die vereenvoudigde gesimuleerde stroombaan word R1 egter weggelaat en die frekwensie is 'n vaste 64 Hz.

Baie belangrik! Ons wil hê dat die tyd wat die uitset laag is, korter is as die minimum pulswydte van die pulswydtegenerator.

Stap 3: 'n bietjie wiskunde … polsslag

Die polswydtegenerator, of regterklok, word in monostabiele modus ingestel. Dit beteken dat elke keer as die timer geaktiveer word, dit 'n uitsetpuls gee. Die polstyd word bepaal deur R3, R5, R6 en C3. 'N Eksterne potensiometer (100k LIN POT) is gekoppel om die polswydte te bepaal, wat die rotasie en die omvang van die rotasie op die servo bepaal. R5 en R6 word gebruik om die buitenste posisies van die servo fyn in te stel, sodat dit nie kan klets nie. Die formule wat gebruik word, is soos volg:

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

Die minimum polstyd wanneer al die veranderlike weerstande op nul gestel is, is:

t = 1,1 * R3 * C4

t = 0,36 ms

Let daarop dat hierdie minimum pulswydte langer is as die snellerpuls om te verseker dat die pulswydtegenerator nie voortdurend 0,36ms pulse na mekaar genereer nie, maar teen 'n bestendige +- 64Hz frekwensie.

As die potensiometers op maksimum gestel is, is die tyd

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

t = 13 ms

Inskakelingsiklus = Pulsbreedte / interval.

Dus, met 'n frekwensie van 64Hz, is die polsinterval 15,6ms. Die dienssiklus wissel dus van 2% tot 20%, met die middel 10% (onthou dat die polsslag van 1,5 ms die middelste posisie is).

Ter wille van die duidelikheid is potensiometers R5 en R6 uit die simulasie verwyder en vervang met 'n enkele weerstand en 'n enkele potensiometer.

Stap 4: Genoeg met die wiskunde! Nou speel ons

U kan die simulasie HIER speel: klik net op die "Simuleer" -knoppie, wag terwyl die simulasie laai en klik dan op die "Start simulasie" -knoppie: wag totdat die spanning stabiliseer, en klik dan op die linker muisknop op die potensiometer. Sleep die muis en beweeg die potensiometer om die servo te beheer.

U kan sien dat die polswydte op die boonste ossilloskoop verander, terwyl die frekwensie van die pols dieselfde bly op die tweede ossilloskoop.

Stap 5: Laaste maar nie die minste nie … die regte ding

As u verder wil gaan en die stroombaan self wil bou, vind u 'n skematiese PCB -uitleg (dit is 'n enkelsydige PCB wat u tuis maklik kan vervaardig), komponente -uitleg, koperuitleg en onderdele.

'N Klein opmerking oor die trimmers:

• die blou trimmer stel die frekwensie van die sein in
• die middelste swart trimmer stel die onderste rotasiegrens
• die oorblywende swart trimmer stel die boonste rotasie limiet

'N Vinnige nota om die stroombaan vir 'n spesifieke servo te kalibreer:

1. stel die hoofpotensiometer op nul
2. pas die middelste swart trimmer aan totdat die servo geleidelik op die onderste grens is sonder om te klets
3. stel nou die belangrikste potensiometer op maksimum
4. pas die oorblywende swart trimmer aan totdat die servo stelselmatig op die hoër limiet gestel word sonder om te klets

As u hierdie instruksies geniet het, stem dan vir my in die wedstryd!:)

Beoordelaarsprys in die elektroniese wenke en truuksuitdaging