A tensão do servo Px4 está instável? O leme está tremendo? Ensine como configurar o monitoramento de tensão para evitar perda de controle

Ao jogar com o controle de vôo PX4, quando oservoestiver conectado, o leme poderá vibrar, oservopode não obedecer ao comando ou até mesmo queimar diretamente o controle de vôo. Ao se deparar com esta situação, não se apresse em culpar a má qualidade doservo. É mais provável que haja um problema com a fonte de alimentação. Quando muitos amigos estão fazendo DIY ou inovação de produtos, eles tendem a ignorar a demanda "excessiva" de tensão quando o servo está funcionando.

Simplificando, a potência de saída do BEC (circuito de eliminação de bateria) do controlador de vôo é limitada. Uma vez que vários servos são acionados, a tensão será reduzida instantaneamente, fazendo com que o controle de vôo seja reiniciado ou os servos percam o controle. Portanto, o monitoramento em tempo real da tensão do leme tornou-se um passo fundamental para garantir a saúde dos “membros” da aeronave.

Por que preciso ficar de olho na tensão do servo?

Servos são essencialmente dispositivos de alta potência, especialmente aqueles servos de metal com alto torque. Quando ele gira rapidamente ou é carregado, a corrente necessária aumenta momentaneamente. Se a fonte de alimentação não conseguir acompanhar, a tensão cairá como uma bola de borracha vazia.

Este tipo de queda de tensão pode fazer com que o servo diminua a velocidade ou congele, fazendo com que sua aeronave pare de responder; na pior das hipóteses, pode causar a reinicialização direta do microcontrolador de controle de vôo, fazendo com que a aeronave perca o controle no ar e exploda. Ficar de olho na voltagem é como contratar um médico particular para o aparelho de direção, para monitorar seu estado de saúde em todos os momentos.

Como definir alarme de tensão no PX4

Na verdade, o controlador de vôo PX4 vem com uma função de monitoramento de tensão, mas muitas pessoas não a utilizam bem. Você precisa encontrar a opção de detecção de tensão nas “Configurações de energia” da estação terrestre.

A chave é definir o limite do alarme com precisão. De modo geral, existe um limite mínimo de linha vermelha para a tensão de trabalho de um servo. Tomando um servo de 4,8 V como exemplo, é bastante apropriado definir o alarme de primeiro nível em 5,2 V e o alarme sério de segundo nível em 4,9 V. Desta forma, antes que a tensão caia para um valor perigoso, a estação terrestre ou o seu controle remoto emitirá um sinal sonoro para lembrá-lo de que é hora de realizar as operações de pouso.

Em aplicações práticas, é crucial definir com precisão o limite do alarme. Tomando servos comuns como exemplo, sua tensão de trabalho tem uma faixa clara. Assim como os servos de 4,8 V mencionados acima, o planejamento razoável dos limites de alarme pode garantir efetivamente a operação segura do equipamento. Quando o alarme de primeiro nível é definido em 5,2 V e o alarme sério de segundo nível é definido em 4,9 V de acordo com as configurações, uma vez que a tensão muda e se aproxima do valor perigoso, a estação terrestre ou controle remoto enviará um sinal de alerta a tempo, que é um sinal sonoro, solicitando que você se prepare para o pouso com antecedência e evite possíveis riscos.

Que hardware adicional preciso comprar para detectar tensão?

O software de controle de vôo por si só não é suficiente, o hardware também deve acompanhar. O próprio controlador de vôo PX4 possui um pino ADC (conversão analógico-digital) que pode ler sinais de tensão analógicos.

Você precisa construir um circuito divisor de tensão porque a tensão necessária para a operação normal do servo é geralmente maior que a faixa de tensão que o controle de vôo pode suportar. O método de implementação é muito simples, basta usar dois resistores de precisão para construir um circuito divisor de tensão. A operação específica é reduzir a tensão da fonte de alimentação do servo de acordo com uma certa proporção e, em seguida, conectá-lo a um pino ADC ocioso no controle de vôo.

Depois de concluir a conexão do hardware, você ainda precisará fazer as configurações correspondentes no arquivo de configuração do controle de vôo. O pino conectado à tensão de saída do circuito de divisão de tensão deve ser definido como o pino para monitoramento de tensão, e a relação de divisão de tensão deve ser definida com precisão para garantir que todo o sistema possa obter com precisão as informações de tensão servo divididas, alcançando assim monitoramento e controle eficazes da tensão servo.

A tensão da bateria e a tensão do servo não são a mesma coisa

Este é um buraco muito fácil de cair. Muitas pessoas olham apenas para a voltagem da bateria e pensam que se a bateria for suficiente, o volante ficará bem. Na verdade, não poderia estar mais errado!

A energia usada pelo servo é geralmente convertida da bateria de energia através do BEC no controlador de vôo ou de um UBEC (Circuito Universal de Eliminação de Bateria) externo. Mesmo que a tensão da bateria seja de 12V, se o BEC for de má qualidade ou tiver energia insuficiente, a tensão de 5V que ele envia para o servo ainda cairá. Portanto, monitorar a “tensão dedicada” do servo é mais direto e preciso do que verificar a tensão total da bateria.

Quais falhas os dados de tensão podem nos ajudar a solucionar?

Registrar e analisar dados de tensão é uma ótima ferramenta para solucionar doenças difíceis. Por exemplo, seu gimbal pode ocasionalmente ter convulsões ou o trem de pouso não pode ser abaixado.

Exporte o registro PX4, encontre a coluna da tensão do servo registrada e abra o gráfico de forma de onda para dar uma olhada. Se houver um "poço" óbvio na curva de tensão no momento em que o servo se move, pode-se basicamente concluir que a fonte de alimentação é insuficiente. Isso é muito mais eficiente do que adivinhar que é um problema de programa ou que a caixa de direção está danificada e pode identificar diretamente a causa.

É difícil construir sozinho um sistema de monitoramento de tensão?

Na verdade, não é nada difícil e o limite é muito baixo. Os materiais básicos de que você precisa são: dois resistores de precisão no valor de alguns dólares, um pequeno pedaço de fio DuPont e um ferro de solda (a soldagem é mais confiável).

As etapas de operação também são claras e simples: primeiro, calcule com precisão a taxa de divisão de tensão para garantir totalmente que a tensão de entrada do pino ADC não exceda 3,3V. Esta etapa está relacionada à estabilidade de tensão e segurança de todo o sistema. Em seguida, solde ou conecte adequadamente o circuito divisor de tensão com cuidado e cuidado para garantir que a conexão do circuito esteja estável e correta. Em seguida, conecte a linha de sinal com precisão ao pino livre próximo à porta de saída AUX ou MAIN do controle de vôo para construir um canal confiável para transmissão de sinal. Por fim, modifique os parâmetros relevantes na estação terrestre, habilite a função de monitoramento de tensão e conclua o trabalho de calibração.

Todo o processo, mesmo que sua habilidade prática seja apenas de nível médio, pode ser concluído sem problemas em cerca de uma hora. Você pode concluir facilmente uma série de operações sem gastar muita energia e tempo.

Depois de ler este artigo, você também teve a ideia de fazer uma verificação de tensão em sua aeronave que está “trabalhando enquanto está doente”? Você também pode se acalmar e pensar sobre isso: sua aeronave já experimentou o tipo de falha convulsiva inexplicável e questionadora? É possível que o culpado do mau funcionamento seja a tensão do servo que você ignorou? Você está convidado a compartilhar sua experiência de bombardeio na área de comentários. Vamos evitar riscos juntos. Se você achar útil, não esqueça de curtir e compartilhar com mais amigas modelos!