Reparo do circuito do servo drive: se a fonte de alimentação estiver instável, ela tremerá, adicione um capacitor e ficará estável

Ao dirigir umservo, você já se deparou com as seguintes situações: oservocontinua tremendo, sente-se fraco ao virar ou simplesmente não responde? Na verdade, muitas vezes não é oservoem si esse é o problema, mas o circuito de acionamento não está bem feito. Agora vamos falar sobre o circuito do servo acionamento para ajudá-lo a evitar as armadilhas que pisei naquela época.

Qual é o núcleo do circuito de acionamento da caixa de direção?

Para ser franco, uma caixa de direção é apenas um motor. Para fazê-lo girar obedientemente, você deve fornecer-lhe a energia apropriada. As tarefas principais do circuito de acionamento são duas: fonte de alimentação e sinal de controle. A fonte de alimentação deve ser suficiente e o sinal deve ser preciso. Muitos novatos se concentram apenas em como escrever programas para sinais de controle e ignoram a fonte de alimentação. Como resultado, o servo não consegue girar bem. Por exemplo, se você pedir a uma pessoa para correr 100 metros, mas não lhe der uma refeição completa, ela conseguirá correr rápido? O circuito de acionamento é o “alimento” do servo e deve ser bem gerenciado.

A fonte de alimentação instável fará com que o servo vibre?

Uma fonte de alimentação instável certamente fará o servo vibrar! Esta é a pergunta mais comum. Há um circuito de controle e motor dentro da caixa de direção. Assim que o motor começar a girar, a demanda atual aumentará repentinamente. Se a fonte de alimentação não conseguir acompanhar, a tensão será reduzida instantaneamente, fazendo com que o circuito de controle funcione de maneira anormal, o que se manifesta como o tremor do mecanismo de direção. Portanto, a fonte de alimentação que alimenta a caixa de direção deve ter capacidade de saída de corrente suficiente e é melhor deixar uma margem de mais de 30%. Por exemplo, se o servo requer uma corrente nominal de 1A, você deve escolher uma fonte de alimentação acima de 1,5A.

Como escolher o capacitor apropriado para o aparelho de direção

Na extremidade de entrada de energia do servo, a operação de conexão do capacitor em paralelo é extremamente crítica! Pode-se dizer claramente que isso é como construir um pequeno reservatório especial para o mecanismo de direção. Quando a caixa de direção requer repentinamente uma grande corrente durante a operação, a eletricidade armazenada no capacitor pode ser reabastecida rápida e prontamente, evitando assim que a tensão seja excessivamente baixa e garantindo a operação estável da caixa de direção.

Em circunstâncias normais, é recomendado o uso de um capacitor eletrolítico de grande capacidade (por exemplo, a faixa de valor está entre 470uF e 470uF) e um pequeno capacitor de 0,1uF em paralelo. Entre eles, o grande capacitor é o principal responsável por lidar com maiores flutuações de corrente, enquanto o pequeno capacitor desempenha um papel importante na filtragem de interferências de alta frequência. Ao mesmo tempo, é importante lembrar que o valor da tensão suportável do capacitor deve ser selecionado para ser superior a 1,5 vezes a tensão da fonte de alimentação, de modo a garantir a segurança e estabilidade de todo o circuito.

️ Etapas específicas:

1. Primeiro verifique os pólos positivo e negativo do grande capacitor eletrolítico. O pólo positivo está conectado à fonte de alimentação positiva e o pólo negativo está conectado à fonte de alimentação negativa. Certifique-se de não conectar o capacitor ao contrário, pois ele pode explodir!

2. Conecte um pequeno capacitor em paralelo. Não faz distinção entre pólos positivos e negativos.

3. O capacitor deve ser instalado o mais próximo possível da interface de alimentação do servo. Se estiver mais longe, o efeito será pior.

O que fazer se a tensão do sinal de controle não corresponder

Muitos microcontroladores são alimentados por 3,3 V, enquanto muitos servos requerem sinais de controle de 5 V. Se você conectar diretamente o pino do microcontrolador de 3,3 V ao servo de 5 V, talvez não consiga controlá-lo. O servo não girará ou não girará no lugar. Neste momento, a conversão de nível é necessária. Para ser simples, você pode usar dois resistores para dividir a tensão, mas é mais confiável usar um transistor ou um chip de conversão de nível lógico especial para aumentar o sinal de 3,3V para 5V para garantir que o servo possa identificá-lo corretamente.

️ Duas soluções comuns:

1. Conversão de nível de transistor: O circuito é um pouco mais complicado, mas o custo é baixo e a velocidade é suficiente.

2. Divisão de tensão do resistor: simples e barata, mas se a tensão após a divisão não atingir o limite de alto nível do servo, ainda será inútil e não é recomendada.

Como acionar vários servos ao mesmo tempo

Um servo pode ser fácil de lidar, mas se você planeja construir um braço robótico ou um robô bípede e usar vários servos ao mesmo tempo, surgirão problemas. Neste caso, você não deve conectar a fonte de alimentação de cada servo diretamente no pino de 5V do microcontrolador, pois o microcontrolador simplesmente não suporta uma corrente tão grande, caso contrário ele queimará! O método correto de operação é que o microcontrolador seja responsável apenas pelo envio de sinais, e o servo deve ser alimentado apenas por uma fonte de alimentação externa. O método específico é conectar os pólos positivo e negativo das fontes de alimentação de todos os servos em paralelo, conectá-los a uma fonte de alimentação externa com corrente grande o suficiente e, em seguida, conectar as linhas de sinal de todos os servos aos diferentes pinos do microcontrolador.

Desta forma, pode-se garantir que enquanto o servo estiver funcionando normalmente, o microcontrolador não será danificado por sobrecarga. Este método razoável de distribuição de energia pode efetivamente evitar danos ao microcontrolador devido ao excesso de corrente e garantir a operação estável de todo o braço robótico ou sistema de robô bípede. Em aplicações práticas, seguir rigorosamente este método de conexão pode melhorar muito a confiabilidade e a estabilidade do sistema e estabelecer uma base sólida para a implementação subsequente da função.

️ Pontos de fiação:

1. O fio terra da fonte de alimentação externa deve ser conectado ao fio terra do microcontrolador. Isso é chamado de terreno comum, para garantir que o sinal tenha um ponto de referência unificado.

2. É melhor conectar um pequeno resistor de várias centenas de ohms na linha de sinal de cada servo e conectá-lo ao microcontrolador, que pode desempenhar um papel protetor.

Qual é a importância da fiação e da fiação?

A fiação do circuito de acionamento afeta diretamente a estabilidade da caixa de direção, especialmente do fio terra. Se a grande corrente do servo e o pequeno sinal do microcontrolador forem colocados na mesma linha de aterramento fina, haverá flutuações de tensão na linha de aterramento, fazendo com que o microcontrolador julgue mal o sinal. A melhor forma é usar o “aterramento de um ponto”, que consiste em conectar o aterramento da fonte de alimentação do servo e o aterramento do microcontrolador no ponto de entrada da alimentação. Além disso, o fio de sinal deve ser o mais curto possível e longe de fontes de interferência fortes, como motores de caixa de direção. É melhor usar fios de par trançado.

Dito isso, na verdade, o circuito de acionamento da caixa de direção é para lidar com as duas coisas: “eletricidade” e “sinal”. Se a fonte de alimentação for suficiente, o fio terra estiver estável e o sinal for preciso, seu servo será capaz de apontar onde acertar. Eu me pergunto se você já encontrou algum problema de circuito particularmente estranho ao trabalhar em um projeto de caixa de direção? Bem-vindo a compartilhá-lo na área de comentários e vamos discutir e resolver juntos! Se você achar útil, não esqueça de curtir e compartilhar com mais amigos que jogam servos.