Анимация принципа рулевого механизма объясняет, как контролировать угол поворота рулевого механизма

Сталкивались ли вы когда-нибудь с такой ситуацией при работе над продуктами? Я хочу сделать совместное движение для достижения определенной функции, но когда дело доходит до того, что использовать для ее реализации, я застреваю. Особенносервопривод, это звучит знакомо, но я не уверен, действительно ли я хочу использовать это в своем собственном дизайне. Как это работает? Почему некоторыесервоприводон поворачивает точно, в то время как другие раскачиваются? Не волнуйтесь, давайте сегодня осмотрим рулевой механизм изнутри и снаружи.

Как поворачивается рулевой механизм?

Многие люди сначала не понимают, каксервоприводможет поворачиваться на заданный угол при подаче сигнала. На самом деле, его основной принцип не так уж и загадочен. Вы можете думать об этом как о «послушном маленьком проигрывателе». В этом небольшом проигрывателе есть двигатель, отвечающий за вращение, шестерня, отвечающая за замедление и усиление мощности, и самая важная маленькая деталь, называемая «потенциометр».

Этот потенциометр похож на датчик угла: он всегда может знать, куда повернут маленький проигрыватель. Когда вы захотите повернуть его в нужное положение, система управления проверит: «Является ли текущее положение тем положением, которое вам нужно?» Если его еще нет, дайте двигателю продолжать вращаться до тех пор, пока положение не будет точно выровнено. Это образует замкнутый контур постоянного обнаружения и регулировки, поэтому он может вращаться так точно.

Что такое ШИМ, что вам нужно знать, чтобы управлять сервоприводом?

Когда дело доходит до управления сервоприводом, невозможно избежать трех букв ШИМ. Звучит очень страшно, но на самом деле это означает «широтно-импульсная модуляция». Вы можете думать об этом как о «переключении ритма». Точно так же, как когда мы моргаем, если мы держим его открытым в течение длительного времени и закрываем на короткое время, другие смогут увидеть разные значения.

Для рулевого механизма ритм этого «переключателя» представляет собой соотношение времени между высоким и низким уровнем электрического сигнала. Рулевой механизм смотрит не на уровень напряжения, а на продолжительность этого высокого уровня. Вообще говоря, высокий уровень в 1,5 миллисекунды соответствует среднему положению, 1 миллисекунда соответствует одному экстремуму, а 2 миллисекунды соответствует другому экстремуму. Вам нужно только точно контролировать продолжительность этого высокого уровня посредством программирования, и вы можете заставить ось сервопривода вращаться на любой желаемый угол.

Как выбрать модель рулевого механизма, подходящую для вашего проекта

Я посетил несколько магазинов и обнаружил, что есть сервоприводы большие и маленькие, дорогие и дешевые. Как мне выбрать? Это зависит от ваших потребностей. Прежде всего, мы должны обратить внимание на «силу», то есть крутящий момент. Тяжелый ли предмет, который вы хотите сломать? Есть ли большое сопротивление? Если это шарнир робота, вам придется выбрать тот, у которого более высокий крутящий момент, иначе он вообще не сможет поднять руку.

Во-вторых, это зависит от скорости и точности. Ваш проект требует, чтобы он реагировал быстро или ему нужно, чтобы он вращался медленно, но с предельной точностью? Например, при изготовлении подвеса необходимо быть очень точным, иначе картинка будет трястись. Кроме того, рабочее напряжение также имеет решающее значение. Убедитесь, что ваша основная плата управления соответствует ему. Выбор сервопривода похож на подбор шин к автомобилю. Это зависит от дорожных условий и веса автомобиля. Только когда они совпадают, они могут работать гладко.

Какой сервопривод лучше: цифровой или аналоговый?

При покупке вы можете увидеть термины «цифровой сервопривод» и «аналоговый сервопривод». В чем разница между ними? Проще говоря, аналоговый сервопривод похож на прилежного, но медленно реагирующего сотрудника. Если вы дадите команду, она будет выполняться с фиксированной частотой.

Цифровой сервопривод — это универсальный инструмент со сверхбыстрой реакцией. Внутри него находится небольшой процессор, который может принимать управляющие сигналы более высокой частоты. Это означает, что он реагирует быстрее, имеет меньшие мертвые зоны (области нечувствительности) и более точно останавливается. Конечно, и цена обычно выше. Если у вас достаточный бюджет и проект требует высокой точности и скорости реакции движений, например, создание бионического робота, то цифровые сервоприводы будут лучшим выбором. Но если вы просто хотите сделать простое дистанционное управление автомобилем, то аналогового рулевого механизма вполне достаточно.

Несколько распространенных ошибок при установке при использовании сервоприводов для построения конструкций

Купил подходящий сервопривод, но при его установке было много подводных камней. Чаще всего винты перетягивают или используют слишком длинные винты, которые проникают непосредственно в корпус сервопривода и повреждают внутренние шестерни и печатные платы. Это как на мобильный телефон установить защитный чехол, но он не того размера и экран раздавлен.

Также есть установка руля. Рулевое колесо и выходной вал должны плотно прилегать друг к другу. Если они затянуты неплотно или в них есть мусор, во время работы останутся пустые позиции, что значительно снизит точность управления. Кроме того, если при соединении рулевого колеса с конструкцией, которой вы хотите управлять, рычажный механизм сконструирован необоснованно и образует «мертвую зону», рулевой механизм будет удерживаться, что приведет к его нагреву и тряске или прямому перегоранию. При этом вы должны уделять больше внимания этим деталям.

Как быстро устранить неисправность сервопривода, который продолжает вибрировать?

Полагаю, вы наверняка сталкивались с тем, что как только сервопривод установлен и включен, он начинает вибрировать, как при болезни Паркинсона, указывая на то, что он непослушен. Не паникуйте, обычно для этого есть несколько причин. Самая распространенная из них – недостаточное электропитание. Ток при запуске сервопривода очень велик. Если источник питания не справляется с нагрузкой, он легко выйдет из-под контроля при колебаниях напряжения. В это время попробуйте перейти на источник питания высокой мощности или добавить в схему конденсатор большой емкости.

Другая распространенная причина — помехи сигналу. Если провод управления слишком длинный или связан с проводом питания двигателя, легко создать помехи. Попробуйте добавить магнитное кольцо к сигнальной линии или отрегулируйте проводку. Наконец, если это цифровой сервопривод, это может быть связано с тем, что параметры ПИД-регулятора не настроены должным образом, слишком чувствительны и требуют повторной настройки. Устранение неполадок похоже на раскрытие преступления. Начав с самого простого блока питания, часто можно найти настоящего виновника быстрее всего.

Надеюсь, то, о чем мы сегодня говорили, поможет вам досконально разобраться в «маленьком шарнире» рулевого механизма. Вспомните, когда вы производили продукцию, какая проблема с рулевым механизмом была самой неприятной? Это потому, что я не уверен в выборе модели или из-за постоянных ошибок при отладке? Добро пожаловать, чтобы поговорить о своем опыте в области комментариев. Если вы найдете это полезным, не забудьте поставить лайк и поделиться им с друзьями, которые производят продукты.