556 Servo Sürücü: 5 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Servolar (eyni zamanda RC servoları) radio idarəetmə və kiçik ölçülü robototexnika üçün istifadə olunan kiçik, ucuz, kütləvi istehsal servomotorlardır. Asanlıqla idarə olunmaq üçün hazırlanmışdır: daxili potensiometrin mövqeyi, idarəetmə cihazından (yəni radio nəzarətindən) əmr edilən mövqe ilə davamlı olaraq müqayisə edilir. Hər hansı bir fərq, elektrik motorunu irəli və ya geriyə doğru hərəkət etdirən və mili əmr edilmiş mövqeyə hərəkət etdirən müvafiq istiqamətdə bir səhv siqnalına səbəb olur. Servo bu mövqeyə çatdıqda, səhv siqnalı azalır və sonra sıfıra çevrilir, bu zaman servo hərəkət etməyi dayandırır.

Radio nəzarət servoları standart üç telli bir əlaqə vasitəsi ilə bağlanır: bir DC enerji təchizatı üçün iki tel və bir nəbz eni modulyasiya (PWM) siqnalı daşıyan nəzarət üçün. Standart gərginlik 4,8 V DC -dir, lakin 6 V və 12 V da bir neçə servoda istifadə olunur. Nəzarət siqnalı 50 Hz kadr sürətinə malik rəqəmsal PWM siqnaldır. Hər 20 ms müddətində aktiv yüksək rəqəmsal nəbz mövqeyi idarə edir. Nəbz nominal olaraq 1.0 ms -dən 2.0 ms -ə qədər dəyişir və hər zaman 1.5 ms aralığın mərkəzindədir.

Bir servo idarə etmək üçün bir mikro nəzarətçiyə və ya kompüterə ehtiyacınız yoxdur. Bir servoya lazım olan impulsları təmin etmək üçün hörmətli 555 taymer IC -dən istifadə edə bilərsiniz.

Şəbəkədə bir çox mikro nəzarətçi əsaslı sxem mövcuddur. Tək 555 -ə əsaslanaraq servo sınamaq üçün bir neçə dövrə də var, amma tezliyi dəyişmədən dəqiq vaxt istədim. Yenə də ucuz və tikintisi asan olmalı idi.

Addım 1: PWM Nə?

Adından da göründüyü kimi, nəbz genişliyi modulyasiya sürətinin idarə edilməsi mühərriki bir sıra "ON-OFF" nəbzləri ilə idarə etməklə və iş dövrünü dəyişməklə işləyir. ", Pulsların tezliyi sabit saxlayarkən.

Bu dövrənin arxasındakı konsepsiya, servonun idarə edilməsi üçün çıxış PWM (Pulse Width Modulation) siqnalını yaratmaq üçün iki taymerdən istifadə etməsidir.

İlk taymer inanılmaz bir multivibrator kimi işləyir və "daşıyıcı tezliyi" və ya impulsların tezliyini yaradır. Qarışıq səslənir? Çıxışın nəbz genişliyi dəyişə bilsə də, birinci nəbzin başlanğıcından ikinci nəbzin başlanğıcına qədər olan zamanın eyni olmasını istəyirik. Bu nəbz hadisələrinin tezliyidir. Və bu dövrənin əksər 555 dövrə dəyişən tezliyi aşdığı yerdir.

İkinci taymer monostabil multivibrator rolunu oynayır. Bu o deməkdir ki, öz nəbzini yaratmaq üçün tetiklenmelidir. Yuxarıda dediyimiz kimi, birinci taymer ikincisini sabit, istifadəçi tərəfindən müəyyən edilə bilən bir müddətdə işə salacaq. İkinci taymer, çıxış nəbzinin genişliyini təyin etmək və ya vəzifə dövrünü təyin etmək və öz növbəsində servonun fırlanmasını təyin etmək üçün istifadə olunan xarici bir qazana malikdir. Sxemaya keçək …

Addım 2: Biraz Riyaziyyat… Tezlik

Dövrə iki 555 ilə əvəz edilə bilən bir LM556 və ya NE556 istifadə edir. 556 -dan istifadə etmək qərarına gəldim, çünki bir paketdə ikiqat 555 -dir. Sol taymer dövrəsi və ya tezlik generatoru, inanılmaz bir multivibrator olaraq qurulmuşdur. Fikir, təxminən 50 Hz bir daşıyıcı tezliyi istehsal etməsini təmin etməkdir, buradan bir iş dövrü sağ əl taymeri və ya nəbz genişliyi generatoru tərəfindən əlavə olunacaq.

C1, R1, R4 (tezliyi təyin etmək üçün istifadə olunur) və R2 vasitəsilə yüklənir. Bu müddət ərzində istehsal yüksəkdir. Sonra C1 R1 vasitəsilə boşalır və çıxış aşağı olur.

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

R1 = 0 üçün F = 64Hz

R1 = 47k üçün F = 33Hz

Sadələşdirilmiş simulyasiya sxemində R1 buraxılır və tezlik sabit 64 Hz -dir.

Çox vacib! Çıxışın aşağı olduğu vaxtın darbe eni generatorunun minimum nəbz genişliyindən daha qısa olmasını istəyirik.

Addım 3: Biraz Riyaziyyat… Nəbz

Pulse genişliyi generatoru və ya sağ taymer monostabil rejimdə qurulmuşdur. Bu o deməkdir ki, taymer hər dəfə işə salındıqda çıxış nəbzi verir. Pulse vaxtı R3, R5, R6 və C3 ilə müəyyən edilir. Nəbz genişliyini təyin etmək üçün xarici potensiometr (100k LIN POT) bağlanır ki, bu da servoda fırlanma və fırlanma müddətini müəyyən edəcək. R5 və R6, servonun ən xarici mövqelərini incə şəkildə tənzimləmək üçün istifadə olunur və söhbətdən qaçır. İstifadə olunan düstur aşağıdakı kimidir:

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

Beləliklə, bütün dəyişən rezistorların sıfıra qoyulduğu zaman minimum nəbz vaxtı:

t = 1.1 * R3 * C4

t = 0.36 ms

Pulse genişliyi generatorunun ardıcıl olaraq ardıcıl olaraq 0.36ms puls istehsal etməməsini təmin etmək üçün bu minimum nəbz eni vaxtının tətik nəbzindən daha uzun olduğunu, lakin sabit +- 64Hz tezliyində olduğunu unutmayın.

Potensialiometrlər maksimuma təyin edildikdə, vaxt

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

t = 13 ms

Vəzifə Dövrü = Pulse Genişliyi / Aralığı.

Beləliklə, 64Hz tezliyində nəbz aralığı 15.6ms -dir. Beləliklə, Duty Cycle 2% -dən 20% -ə qədər dəyişir, mərkəz 10% -dir (1.5ms nəbzin mərkəzi mövqe olduğunu unutmayın).

Aydınlıq üçün R5 və R6 potensiometrləri simulyasiyadan çıxarılaraq tək rezistor və tək potansiometr ilə əvəz edilmişdir.

Addım 4: Riyaziyyatla kifayətlənin! İndi oynayaq

Simulyasiyanı BURADA oynaya bilərsiniz: "Simulyasiya" düyməsini basın, simulyasiya yüklənənə qədər gözləyin və sonra "Simulyasiyaya başla" düyməsini basın: gərginliyin sabitləşməsini gözləyin, sonra potansiyometrdə sol siçan düyməsini basıb saxlayın. Siçanı sürükləyin və servo idarə etmək üçün potensiometrini hərəkət etdirin.

Üst osiloskopda nəbz genişliyinin dəyişdiyini, ikinci osiloskopda nəbzin tezliyinin eyni qaldığını qeyd edə bilərsiniz.

Addım 5: Son, amma Az deyil … Əsl Şey

Daha da irəli getmək və dövrə qurmaq istəyirsinizsə, burada sxematik, PCB düzeni (evdə asanlıqla istehsal edə biləcəyiniz tək tərəfli bir PCB), komponentlərin düzeni, mis düzeni və hissələr siyahısı tapa bilərsiniz.

Trimmerlər haqqında kiçik bir qeyd:

• mavi trimmer siqnalın tezliyini təyin edir
• orta qara qayçı aşağı fırlanma həddini təyin edir
• Qalan qara kəsici yuxarı fırlanma həddini təyin etdi

Müəyyən bir servo üçün dövrəni kalibr etmək üçün faydalı olan qısa bir qeyd:

1. əsas potensiometrini sıfıra qoyun
2. orta qara kəsicini servo heç bir səs -küy salmadan aşağı həddə sabitlənənə qədər tənzimləyin
3. İndi əsas potensiometrini maksimuma qoyun
4. qalan qara kəsicini servo heç bir söhbət etmədən daha yüksək həddə sabitlənənə qədər tənzimləyin

Bu təlimatı bəyənmisinizsə, yarışmada mənə səs verin!:)

Hakimlər Mükafatı Elektronika Məsləhətləri və Fəndləri Yarışmasında