Come utilizzare lo sterzo per girare l'auto? Analisi dello schema di controllo preciso dello sterzo

Vuoi rendere lo sterzo della tua auto flessibile e preciso? Utilizzando aservoè probabilmente la soluzione più semplice e diretta. Quando molte persone lavorano su progetti automobilistici, sono spesso preoccupate dal controllo dello sterzo, che è complicato nella struttura o instabile nel controllo. Infatti, un piccolo sterzo può far fare alla vostra auto il salto da "solo in grado di camminare in linea retta" a "libera di viaggiare". Oggi parleremo degli aspetti fondamentali diguidare un'auto .

Perché lo sterzo delle auto normali è poco flessibile?

Le soluzioni di sterzo della maggior parte delle auto fai da te, come lo sterzo differenziale, richiedono un controllo preciso della differenza nella velocità di rotazione delle due ruote, che richiede elevati requisiti motori e di programma. Se non viene regolato correttamente, l'auto girerà facilmente sul posto o non sarà in grado di tracciare l'arco desiderato. L'altro tipo di struttura dello sterzo Ackerman è più complessa e coinvolge bielle e calcoli angolari, il che rappresenta una grande sfida per l'abilità manuale.

Potresti scoprire che, dopo aver lottato a lungo, l'auto si rifiuta ancora di obbedire, il raggio di sterzata è ampio e il percorso è tortuoso. Il problema dietro a ciò è spesso che l'attuatore dello sterzo non è abbastanza "obbediente" e non può convertire in modo rapido e preciso le istruzioni di controllo nell'angolo di deflessione della ruota. L'emergere della scatola dello sterzo è proprio per risolvere questo tipo di richiesta di "controllo preciso della posizione".

Come ottenere un controllo preciso dello sterzo con la scatola dello sterzo

La scatola dello sterzo integra un motore, un gruppo riduttore e un circuito di feedback della posizione. Invii un segnale dell'angolo target e ilservofarà ruotare il motore da solo e rileverà l'angolo corrente in tempo reale attraverso il potenziometro interno e non si fermerà finché non avrà raggiunto la posizione specificata. Questo processo è completamente a circuito chiuso, quindi la precisione è molto elevata.

È come installare un "volante" automatizzato su un'auto. Gli dici semplicemente "gira di 30 gradi a sinistra" e lui fa il resto. Non è necessario preoccuparsi di dettagli come la velocità del motore e il rapporto di riduzione, il che semplifica notevolmente la complessità del controllo e della programmazione. Per i progetti innovativi, ciò significa che puoi dedicare più energie alle funzionalità principali.

Quali parametri dovrebbero essere considerati quando si sceglie una scatola dello sterzo?

Per prima cosa guarda la coppia, l'unità è kg·cm. Determina la "resistenza" della scatola dello sterzo. Se la tua auto è più pesante o gli pneumatici circolano su terreni accidentati, avrai bisogno di unservocon una coppia maggiore, altrimenti potrebbe non riuscire a girare. In generale, per un progetto automobilistico è sufficiente utilizzare uno sterzo da 1,5 kg·cm a 3 kg·cm.

Il secondo è la velocità di risposta e la precisione dell'angolo. La velocità determina la velocità dello sterzo e la precisione influisce sulla precisione della direzione finale. Questi due parametri sono importanti per le auto che hanno bisogno di evitare velocemente ostacoli o percorrere percorsi precisi. Inoltre, non dimenticare il tipo di interfaccia. Quello più comunemente usato è il controllo del segnale PWM. Assicurati che la tua scheda di controllo principale (come STM32) possa generare il segnale corrispondente.

Come installare il servo sull'auto

Il metodo di montaggio più comune è il collegamento a "bilanciere". Fissare la scatola dello sterzo al centro della parte anteriore del telaio dell'auto, quindi collegare il bilanciere dello sterzo al carrello della ruota anteriore tramite la biella. In questo modo, il servo oscilla a sinistra e a destra per tirare la ruota anteriore per girare a sinistra e a destra. Durante l'installazione, assicurarsi che quando il servo è in posizione neutra, la ruota anteriore sia rivolta in avanti.

Un altro modo è la guida diretta. L'albero di uscita del servo è fissato direttamente coassialmente all'albero dello sterzo della ruota anteriore, in modo che la rotazione del servo aziona direttamente lo sterzo della ruota. Questo metodo ha una struttura più semplice e non presenta la posizione virtuale causata dalla biella, ma richiede una coppia sufficiente della scatola dello sterzo ed un'elevata coassialità di installazione. Puoi scegliere il metodo appropriato in base ai materiali e agli strumenti a portata di mano.

Come programmare lo sterzo della scatola dello sterzo

Prendendo come esempio quello più popolare, controllare il servo è molto semplice. Utilizzando ilServolibreria, ci vogliono solo poche righe di codice. Innanzitutto definire i pin collegati alla linea del segnale del servo, quindi utilizzare ilscrivere()funzione per scrivere un valore angolare compreso tra 0 e 180. Ad esempio.scrivi(90)riporterà il servo in posizione neutra.

Per rendere lo sterzo più fluido, puoi anche usare ilscrivere()cambiamento o utilizzo grado per grado della funzionemappa()funzione per mappare le quantità di controllo (come le letture del joystick) all'intervallo angolare del servo. Attraverso la programmazione, puoi facilmente ottenere uno sterzo ad angolo fisso, uno sterzo proporzionale e persino far percorrere all'auto percorsi complessi come una forma a "S", aumentando notevolmente la giocabilità.

Quali sono i vantaggi pratici dell'utilizzouna scatola dello sterzo per guidare un'auto ?

Il vantaggio più grande è l’affidabilità e la prevedibilità. Imposta un angolo e l'auto manterrà stabilmente lo stato di sterzata, il che semplifica la pianificazione e il monitoraggio del percorso. Al contrario, lo sterzo differenziale richiede una regolazione continua ed è facilmente disturbato da fattori come l’attrito del terreno. Per l'istruzione, le competizioni o lo sviluppo di prototipi di prodotti, questa stabilità è fondamentale.

Riduce notevolmente la difficoltà di progettazione di strutture meccaniche. Non hai bisogno di un differenziale complicato o di un collegamento sofisticato, basta uno sterzo e un semplice fissaggio per costruire un sistema di sterzo utilizzabile. Ciò significa che i progetti possono passare dalle idee alla realtà più velocemente e i costi per tentativi ed errori sono inferiori. È particolarmente adatto agli amici che necessitano di innovazione di prodotto per verificare rapidamente le proprie idee.

Spero che queste condivisioni possano aiutarti ad aprire la tua mente. Sei mai rimasto bloccato a causa di problemi allo sterzo della tua auto? O quali progetti interessanti hai realizzato utilizzando i servo? Benvenuto per condividere le tue esperienze e domande nell'area dei commenti e non dimenticare di mettere mi piace e supportare in modo che più amici bisognosi possano vedere questo articolo!