Podrobně: oprava servomotoru udělej si sám od skutečného mistra pro web my.housecope.com.
Nedávno jsem vyrobil robotické rameno a nyní jsem se rozhodl k němu přidat mini servopohon. Rozhodl jsem se udělat dvě varianty, abych zjistil, jestli to bude lépe fungovat s přímým nebo kulatým převodem. Verze s kulatým ozubením se mi líbila více, protože výroba trvala pouhé 2 hodiny a mezera mezi ozubenými koly byla velmi malá.
Nejprve jsem vyřízl díly na frézce:
Díly jsem smontoval šrouby 2x10mm.
A zde je návod, jak se mini servo připojuje k uchopovači:
Jak servo chapadlo funguje:
A teď, když je vše složeno a mechanická část je také téměř hotová, už jen musím dokončit elektronickou část práce! Vybral jsem si Arduino k ovládání svého robota a vytvořil jsem obvod (je vpravo) pro připojení Arduina k servu.
Obvod je ve skutečnosti velmi jednoduchý, pouze vysílá signály do a z Arduina. Dále je zde konektor pro infračervený přijímač a nějaké konektory pro napájení a 4 přípojky na zbytek (nepoužitých) pinů Arduina. Lze tak připojit další spínač nebo čidlo.
A takto se pohybuje rameno manipulátoru:
Pořízení CNC frézky pro výrobu fasád z MDF podnikem vyvolává otázku potřeby přeplatit určité mechanismy a pohonné jednotky instalované na drahých a high-tech zařízeních. K polohování pohonných jednotek CNC strojů se zpravidla používají krokové motory a servomotory (servopohony).
 |
Video (kliknutím přehrajete). |
Krokové motory jsou levnější. Servopohony však mají širokou škálu výhod, včetně vysokého výkonu a přesnosti polohování. Co si tedy vybrat?
Krokové motory jsou široce používány v průmyslu, protože mají vysokou spolehlivost a dlouhou životnost. Hlavní výhodou krokových motorů je přesnost polohování. Když je na vinutí aplikován proud, rotor se bude otáčet přísně pod určitým úhlem.
· Vysoký točivý moment při nízkých a nulových otáčkách;
· Rychlý start, zastavení a zpětný chod;
· Práce pod vysokým zatížením bez rizika poruchy;
· Jediný mechanismus opotřebení, který ovlivňuje dobu provozu, jsou ložiska;
· Možnost výskytu rezonance;
· Konstantní spotřeba energie bez ohledu na zatížení;
Ztráta točivého momentu při vysokých rychlostech;
· Nedostatek zpětné vazby při polohování;
· Špatná opravitelnost.
Servomotor (servopohon) je elektromotor řízený negativní zpětnou vazbou, který umožňuje přesně řídit parametry pohybu za účelem dosažení požadované rychlosti nebo požadovaného úhlu natočení. Složení servomotoru zahrnuje samotný elektromotor, zpětnovazební snímač, napájecí zdroj a řídicí jednotku.
Konstrukční vlastnosti elektromotorů pro servopohon se příliš neliší od běžných elektromotorů se statorem a rotorem, pracujících na stejnosměrný i střídavý proud, s kartáči i bez nich.Zvláštní roli zde hraje zpětnovazební čidlo, které lze instalovat jak přímo do samotného motoru a přenášet data o poloze rotoru, tak i určovat jeho polohu vnějšími znaky. Na druhou stranu je provoz servomotoru nemyslitelný bez napájecí a řídicí jednotky (neboli invertoru nebo servozesilovače), která převádí napětí a frekvenci proudu dodávaného do elektromotoru a tím řídí jeho činnost.
· Vysoký výkon při malých velikostech;
· Rychlé zrychlení a zpomalení;
· Nepřetržité a nepřerušované sledování polohy;
· Nízká hladina hluku, absence vibrací a rezonance;
· Široký rozsah rychlosti otáčení;
· Stabilní provoz v širokém rozsahu rychlostí;
· Malá hmotnost a kompaktní design;
· Nízká spotřeba elektrické energie při malém zatížení.
· Náročné na pravidelnou údržbu (například s výměnou kartáčů);
Složitost zařízení (přítomnost senzoru, napájecí a řídicí jednotky) a logika jeho provozu.
Při porovnávání charakteristik servopohonu a krokového motoru je třeba věnovat pozornost především jejich výkonu a ceně.
Pro výrobu MDF fasád v malém podniku pracujícím s malými objemy si myslím, že není třeba přeplácet instalaci drahých servomotorů na CNC frézku. Na druhou stranu, pokud podnik usiluje o dosažení maximálních možných objemů výroby, pak nemá smysl zlevňovat nízkovýkonné krokové motory pro CNC.
Servomotory nacházejí uplatnění nejen v leteckém modelářství a robotice, ale najdou uplatnění i v domácích zařízeních. Malé rozměry, vysoký výkon a jednoduché ovládání servomotoru je činí nejvhodnějšími pro dálkové ovládání různých zařízení.
Kombinované použití servomotorů s rádiovými moduly pro příjem a vysílání nečiní potíže, stačí na straně přijímače jednoduše připojit příslušný konektor k servomotoru, obsahující napájecí napětí a řídicí signál, a práce je Hotovo.
Pokud ale chceme servomotor ovládat "ručně" např. potenciometrem, potřebujeme generátor pulzního řízení.
Níže je uveden poměrně jednoduchý obvod oscilátoru založený na integrovaném obvodu 74HC00.
Tento obvod umožňuje ruční ovládání servomotorů aplikací řídicích impulsů o šířce 0,6 až 2 ms. Schéma lze použít například pro otáčení malých antén, venkovních reflektorů, CCTV kamer atd.
Základem obvodu je čip 74HC00 (IC1), což jsou 4 hradla NAND. Na prvcích IC1A a IC1B byl vytvořen oscilátor, na jehož výstupu se tvoří impulsy o frekvenci 50 Hz. Tyto impulsy aktivují klopný obvod RS, který se skládá z logických prvků IC1C a IC1D.
S každým impulsem přicházejícím z generátoru je výstup IC1D nastaven na "0" a kondenzátor C2 je vybit přes odpor R2 a potenciometr P1. Pokud napětí na kondenzátoru C2 klesne na určitou úroveň, pak RC obvod přepne prvek do opačného stavu. Na výstupu tedy dostáváme obdélníkové impulsy s periodou 20 ms. Šířka pulzu se nastavuje potenciometrem P1.
Například servopohon Futaba S3003 mění úhel natočení hřídele o 90 stupňů díky řídicím impulsům o délce 1 až 2 ms. Pokud změníme šířku impulsu z 0,6 na 2 ms, pak bude úhel natočení až 120°. Součástky v obvodu jsou voleny tak, aby výstupní impuls byl v rozsahu 0,6 až 2 ms, a proto byl úhel instalace 120°. Servomotor Futaby S3003 má dostatečně velký točivý moment a proudový odběr se může pohybovat v řádu desítek až stovek mA v závislosti na mechanické zátěži.
Řídicí obvod servomotoru je sestaven na oboustranné desce plošných spojů o rozměrech 29 x 36 mm.Instalace je velmi jednoduchá, takže montáž zařízení hravě zvládne i začínající radioamatér.
Ventilové motory jsou synchronní bezkomutátorové (bezkomutátorové) stroje. Rotor má permanentní magnety vyrobené z kovů vzácných zemin a stator má vinutí kotvy. Spínání statorových vinutí se provádí pomocí polovodičových výkonových spínačů (tranzistorů) tak, aby vektor magnetického pole statoru byl vždy kolmý k vektoru magnetického pole rotoru - k tomu slouží snímač polohy rotoru (Hallův snímač nebo kodér). Fázový proud je řízen modulací PWM a může být buď lichoběžníkový nebo sinusový.
Plochý rotor lineárního motoru je vyroben z permanentních magnetů vzácných zemin. Podle principu činnosti je podobný ventilovému motoru.
Na rozdíl od synchronních strojů s plynulou rotací mají krokové motory výrazné póly na statoru, na kterých jsou umístěny cívky řídicího vinutí - jejich spínání je prováděno externím pohonem.
Zvažte princip činnosti reaktivního krokového motoru, ve kterém jsou zuby umístěny na pólech statoru a rotor je vyroben z měkké magnetické oceli a má také zuby. Zuby na statoru jsou uspořádány tak, že v jednom kroku je magnetický odpor menší podél podélné osy motoru a na druhém - podél příčné osy. Pokud jsou statorová vinutí diskrétně buzena v určité sekvenci stejnosměrným proudem, pak se rotor otočí o jeden krok při každém sepnutí, který se rovná rozteči zubů rotoru.
Některé modely frekvenčních měničů mohou pracovat jak se standardními asynchronními motory, tak se servomotory. To znamená, že hlavní rozdíl mezi servopohony není ve výkonové části, ale v řídicím algoritmu a rychlosti výpočtu. Protože program využívá informace o poloze rotoru, má servopohon rozhraní pro připojení kodéru namontovaného na hřídeli motoru.
Servosystémy využívají principu podřízená kontrola: proudová smyčka je podřízena rychlostní smyčce, která je zase podřízena polohové smyčce (viz teorie automatického řízení). Nejprve se nastaví nejvnitřnější smyčka, proudová smyčka, pak rychlostní smyčka a poslední je polohová smyčka.
proudová smyčka vždy implementován v servo.
rychlostní smyčka (stejně jako snímač rychlosti) je také vždy přítomen v servosystému, lze jej implementovat jak na bázi servoregulátoru zabudovaného v pohonu, tak i externího.
Polohovací smyčka slouží k přesnému polohování (například posuvové osy u CNC strojů).
Pokud nedochází k vůlím v kinematických spojeních mezi výkonným orgánem (tabulkou souřadnic) a hřídelí motoru, pak se souřadnice nepřímo přepočítávají o hodnotu otočného enkodéru. V případě vůlí je na výkonný orgán instalován přídavný snímač polohy (který je připojen k servoregulátoru) pro přímé měření souřadnic.
To znamená, že v závislosti na konfiguraci rychlostních a polohových smyček se zvolí vhodný servoregulátor a servopohon (ne každý servoregulátor umí polohovou smyčku implementovat!).
- Polohování
- Interpolace
- Synchronizace, elektronický převod (Gear)
- Přesné udržování rychlosti otáčení (vřeteno stroje)
- Elektronická kamera (Cam)
- Programovatelný logický ovladač.
Obecně se servosystém (Motion Control System) může skládat z následujících zařízení:
- Servomotor (Servo Motor) s kruhovým snímačem zpětné vazby otáček (může také fungovat jako snímač polohy rotoru)
- Servo Gear
- Snímač polohy ovladače (např. snímač souřadnic lineární osy posuvu)
- Servopohon
- Servo ovladač (Motion Controller)
- Operátorské rozhraní (HMI).
- Servosystém na bázi PLC (Řízení pohybu založené na PLC)
- Funkční modul řízení pohybu je přidán do rozšiřujícího vozíku PLC
- Samostatný servo ovladač
- Servosystém na bázi PC (Ovládání pohybu pomocí PC)
- Vyhrazený software pro řízení pohybu pro tablet PC s uživatelským rozhraním (HMI)
- Programovatelný automatizační ovladač (PAC) s řízením pohybu
- Servosystém založený na pohonu (Ovládání pohybu založené na pohonu)
- Frekvenční měnič s vestavěným servoregulátorem
- Volitelný software, který se nahraje do měniče a přidá do měniče funkce řízení pohybu
- Volitelné desky s funkcemi řízení pohybu, které jsou zabudovány do měniče.
Kompaktní bezkomutátorové servomotory s permanentními magnety (ventilový typ) pro vysokou dynamiku a přesnost.
Asynchronní
Pohony hlavního pohybu a vřeten obráběcích strojů.
přímý pohon (přímý pohon)
Přímý pohon neobsahuje mezipřevodové mechanismy (kuličkové šrouby, řemeny, převodovky):
- Lineární motory (Lineární motory) lze dodat s vedením s profilovou lištou
- Momentové motory (Torque Motors) - synchronní vícepólové stroje s buzením permanentním magnetem, kapalinovým chlazením, rotor s dutou hřídelí. Poskytujte vysokou přesnost a výkon při nízkých rychlostech.
- Vysoká rychlost, dynamika a přesnost polohování
- Vysoký točivý moment
- Nízká setrvačnost
- Velká kapacita točivého momentu
- Široký rozsah ovládání
- Bezkartáčový.
Nedostatek kinematických řetězců pro převod rotačního pohybu na lineární:
- Menší setrvačnost
- Žádné mezery
- Menší tepelné a elastické deformace
- Menší opotřebení a snížená přesnost během provozu
- Menší ztráty třením – vyšší účinnost.
Mikronová přesnost je vyžadována u CNC kovoobráběcích strojů a u zakladačů stačí centimetr. Volba servomotoru a servopohonu závisí na přesnosti.
- Přesnost polohování
- Rychlost Přesnost
- Přesnost točivého momentu.
Články, přehledy, ceny obráběcích strojů a kompletace.
Serva Yaskawa 400 W mají klíč kodéru. Kodér lze dodat ve 4 variantách, v kodéru jsou 4 sloty.
Když jej rozeberete, označte si jej, abyste jej snáze sestavili.Spíše naživu. Serva pravděpodobně neustále pracovala víc než jen nominální hodnota.
Rozeberte to a uvidíte to tam. Neobdivujte tento mrtvý motor
při použití signálu S-ON a zapnutí brzdy musí být k dispozici speciální výstup pro ovládání brzdy.
na relé nebo otevřený kolektor.
Pokud při zapínání serva nepotřebujete brzdu, použijte 24V na brzdu a bude jednoduché servo
když je stroj vypnutý, aby nápravy pod tíhou neklouzaly.
Brzda je pomalá a jednoduše nebude držet krok s CNC. V tomto případě má brzda stejný nebo o něco větší točivý moment než samotné servo. To znamená, že pokud je servo 5Nm, tak brzda může být 7Nm, a protože servo může pracovat s přebytečným točivým momentem, servo samotné funguje jako brzda při práci v CNC.Více než 1000 podniků z více než 200 měst od malých podniků po státní korporace. Teprve v posledním roce bylo opraveno více než 2000 jednotek složité průmyslové elektroniky více než 300 různých výrobců. Podle statistik 90% zařízení, které selhalo, musí být opraveno.
Plaťte pouze za výsledek - pracovní jednotku
Záruka 6 měsíců na celou jednotku
Doba opravy
5 až 15 dníBezplatná předběžná kontrola opravitelnosti
Strukturální změny neprovádíme
Oprava na úrovni komponentů
Všechny servomotory dělíme do 4 kategorií podle náročnosti opravy:
- Servomotor Allen-Bradley E146578
- Servomotor Brushless B6310P2H 3A052039
- Servomotor YASKAWA SGMP-15V316CT 1P0348-14-6
- Servomotor Schneider Electric iSH100/ 30044/ 0/1/00/ 0/00/00/00
- Servomotor Siemens 1FK7086- 7SF71- 1EH0
- Allen-Bradley BULLETIN 1326 AC SERVOMOTOR
- Servomotor Rexroth MSK071E-0200-NN- M1-UG0- NNNN
- Servomotor EMERSON Unimotor
- Servomotor Fanuc L25/3000 A06B- 0571- B377
- Servomotor INDRAMAT 090B-0-JD-3-C/ 110-A-1/SO1
- Servomotor Siemens 1FT6134- 6SB71- 2AA0
Z fotografie typového štítku určíme typ servomotoru a přibližnou cenu opravy. Pokud nevíte, co je štít, tak zde příklad .
Přesnou cenu opravy Vám sdělíme po bezplatné prohlídce servomotoru.
Odeslání zařízení ke kontrole
Zaplaťte účty a začněte s opravami
Po 7 dnech informace zákazníkovi
15 dní je zařízení odesláno zákazníkovi
1. Jak určit typ servomotoru a cenu opravy?
Pošlete fotografii typového štítku a příznaky poruchy - odpovíme vám co nejdříve.
2. Kdy sdělíte přesnou cenu?
Po kontrole zařízení v naší laboratoři do 1-2 dnů.
3. Kolik bude stát diagnostika?
Prvotní kontrola opravitelnosti je zdarma. Platíte pouze za kladný výsledek opravy.
4. Co se stane, když nemůžete opravit servomotor?
Pokud se během opravy zařízení zjistí, že obnovení pracovní kapacity není možné, vrátíme 100% zaplacených peněz. Neexistuje žádný poplatek za diagnostiku.
5. Ladíte po opravě kodér?
Ano, upravíme polohu enkodéru vzhledem k servu. Ve výrobě je však často nutné upravit polohu samotného servomotoru. Toto provádějí specialisté Zákazníka za použití dokumentace od výrobce.
6. Provádíte převíjení motoru?
Nepřetáčíme.
Servomotor je unikátní typ zařízení, které kombinuje spolehlivou mechanickou část a sofistikované elektronické zpětnovazební senzory (a v některých případech i řídicí jednotky pro samotný motor). Díky této kombinaci zcela odlišných komponent má jeho oprava mnohem více funkcí, na rozdíl od zařízení, které má pouze elektronické a softwarové části. Pro kompletní opravu servomotoru je nutné obnovit nejen mechanické a elektronické části, ale také nastavit jejich společné fungování, což vyžaduje velmi přesné měření a správnou analýzu parametrů všech komponentů motoru.
Oprava elektronických součástek, které jsou součástí servomotoru, vyžaduje pečlivou přípravu a dostupnost speciálního vybavení pro ladění i přeprogramování - nejčastěji enkodér. Současně přítomnost provozuschopné elektronické součásti vůbec neznamená správnou funkci motoru, protože sebemenší porucha v jeho umístění uvnitř motoru (například v důsledku nárazu nebo vibrací) automaticky znamená poruchu. Často nezávislé pokusy o výměnu kodéru končí neúspěchem, protože kromě správné instalace vyžaduje polohování, navíc vyžaduje k práci speciální nástroj a software.
Ve většině průmyslových závodů se ve výrobním procesu používají servomotory. Vysoké/nízké teploty, výrazné teplotní výkyvy, vysoká vlhkost, vysoké dynamické zatížení, chemicky agresivní prostředí atd.
Téma sekce Auto off-road v kategorii modely aut; Příznak 1: Dálkový ovladač je zapnutý, zapínáme desku Serva se chaoticky pohybovala a zastavila se Nereagují na dálkové ovládání. Oprava: zkontrolujte spolehlivost napájecího zdroje.
Symptom 1:
Dálkový ovladač je zapnutý, zapněte desku.Serva se chaoticky pohnula a zastavila.Nereagují na dálkové ovládání.Opravit:
zkontrolujte spolehlivost napájecího zdroje na odskok kontaktů, oxidaci kontaktů nebo páčkový spínač.
Možná bude stačit dotáhnout (vyčistit) kontakty, v krajním případě páčkový spínač demontujeme a zkontrolujeme.
Kontakty přepínače mají tendenci hořet.Příznak 2:
Dálkový ovladač je zapnutý, zapni desku.Venku prší nebo sněží.Serva stojí, reagují na dálkové ovládání.
Ale pravidelně se serva chvějí, když se ruka dotkne boční antény nebo antény dálkového ovládání, stejně jako od mokrých kapek.Opravit:
Stačí úplně vysunout teleskopickou anténu na konzole.Příznak 3:
Dálkový ovladač je zapnutý, zapněte desku.Když otočíte volantem doleva nebo doprava, servo se velmi pomalu vrátí do původního stavu.
Nebo po krátké jízdě servo zpomalí, např. špatně točí, přitom je vše v pořádku s výkonem desky.
A tak neustále vytahujte model z domu, baterie je plně nabitá.Jeli jsme ve vlhkém počasí 10-20 minut a servo „usnulo“, i když baterie ještě nedosedla.Opravit:
Servo rozebereme, vyjmeme šátek. Zkoumáme vodivé cesty a díly na oxid. Vypadá to jako bělavý povlak, nebo jako částice zelených nebo tmavě modrých krystalů soli. Vezmeme lakový benzín a kartáček na zuby a odstraníme tyto usazeniny elektrolýzy Poté osušte.Příznak 4:
Dálkové ovládání je zapnuté, zapněte desku, například plynule sešlápneme plyn, servo se pohne a v určitém okamžiku, když dosáhne určitého místa, selže.Opravit:
Uvnitř serva je potenciometr, který poskytuje zpětnou vazbu. To znamená, že když servo otáčí vahadlem (kolébkou), jezdec klouzající po grafitové dráze se otáčí v potenciometru, mění se odpor potenciometru, obvod analyzuje pohyby atd.
Jelikož potenciometr není u všech serv utěsněn, může se do něj dostat voda (vlhkost, led již za studena), písek, nečistoty atd. změna jeho odporu se stane pro obvod nepochopitelná, a proto porucha.
Servo můžete vysušit - pokud je z vlhkosti, porucha bude odstraněna.
Pokud sušení nepomůže, mohla se dovnitř dostat nečistota. Pak je možné, že grafitová vrstva v potenciometru je opotřebovaná a je třeba ji vyměnit.
Potenciometr, pokud jsou v něm díry, můžete umýt, poté osušit a namazat kápnutím silikonového oleje (např. tlumiče) dovnitř.
Potenciometr můžete zkontrolovat i levným testerem, který stojí jako krabička cigaret Tester přepneme do odporového režimu, připojíme střední a vnější nohy potenciometru, plynule otočíme potenciometrem a podíváme se na tester Tester by měl ukázat plynulá změna odporu bez trhání.Pokud dojde k propadům, pak je potenciometr vadný.
Kluci, řekněte mi..
Dostal jsem servo (svině!) motor .. který chce nastartovat a chce zastavit. (fotka značky níže).
Pokud to nenastartuje, klíče létají .. smutné ..0 V, 180 V, 310 V, 180 V atd. se spínají na 3 jeho vinutí servopohonem s odpovídajícím posunem.
Spouštěli jej odděleně od pohonu prostřednictvím zátěžových lamp po 2 kW. v každé ze 3 fází 220 V.
Stává se, že startuje - točí se .. lampy slabě hoří.
A někdy se to nespustí, všechny lampy hoří na plný výkon.
Proud je odpovídajícím způsobem větší.
"Ručně" zatlačte - také se neotáčí ..
Nechte to několik minut vypnuté - začne to znovu ..Říká se, že je vhodné nerozebírat, abyste „prostudovali“, jak to tam funguje.
Může někdo narazit na takovou "mrchu" ..
Řekni mi .. co se s tím dá dělat, kromě toho, že to vyhodím ..
Po dlouhých a opakovaných slibech sobě i všem kolem vám konečně řeknu, jak upgradovat servostroj a udělat z něj ubermotor.
Výhody jsou zřejmé - převodový motor, který lze připojit přímo k MK bez jakýchkoli ovladačů, je cool!
A pokud servo s ložisky a ještě kovovými převody, tak je to super =)Výmluvy
Některé akce přepracování služeb jsou nevratné a lze je nazvat pouze vandalismem.
Můžete opakovat vše, co je popsáno níže, ale na vlastní nebezpečí a riziko. Pokud v důsledku vašeho jednání nenávratně zemře vaše špičkové značkové, titanovo-karbotové, superinteligentní, bez setrvačnosti, ručně vyrobené servo za sto dolarů, nemáme s tím nic společného 😉
Dávejte také pozor - ozubená kola serva jsou poměrně hustě potřísněná tukem - neměli byste je rozebírat ve sněhově bílé košili a na sametové pohovce.Takže vystrašení, teď pro uklidnění trocha teorie =)
Servo, jak si pamatujeme, je řízeno pulzy proměnné šířky - nastavují úhel, o který se má výstupní hřídel otočit (řekněme nejužší - úplně doleva, nejširší - úplně doprava).Aktuální polohu hřídele čte mozek serva z potenciometru, který je svým motorem spojen s výstupní hřídelí.
Navíc, čím větší je rozdíl mezi proudem a danými úhly, tím rychleji bude hřídel trhat správným směrem.
Právě v tomto místě je pohřbena řada možných variant úprav.
Pokud "svedeme servo" =) - odpojíme potenciometr a hřídel a předpokládáme, že jezdec potenciometru je ve středu, pak můžeme ovládat rychlost a směr otáčení. A jen jeden signální drát!
Nyní mají impulsy odpovídající střední poloze výstupního hřídele nulovou rychlost, čím širší (od „nulové“ šířky), tím rychlejší je rotace doprava, čím užší (od „nulové“ šířky), tím rychlejší je rotace směrem k vlevo, odjet.Z toho vyplývá jedna důležitá vlastnost serv s konstantní rotací - oni
nemohou se otáčet pod určitým úhlem, otáčí se přesně definovaný počet otáček atd.(koneckonců zpětnou vazbu jsme sami odstranili) - to už obecně není servo, ale převodový motor s vestavěným driverem.Všechny tyto změny mají několik nevýhod:
Za prvé - složitost nastavení nulového bodu - je vyžadováno jemné doladění
Za druhé, velmi úzký rozsah nastavení - poměrně malá změna šířky pulzu způsobí poměrně velkou změnu rychlosti (viz video).
Rozsah lze rozšířit programově - jen je třeba mít na paměti, že rozsah nastavení šířky pulsu (od plného chodu po směru hodinových ručiček po plný chod proti směru hodinových ručiček) převedeného serva odpovídá 80-140 stupňům (v AduinoIDE, knihovna Servo).
například v náčrtu knoflíku stačí změnit řádek:
na
a všechno bude mnohem zábavnější =)
A o zhrubnutí středního bodu a dalších úpravách pájení vám povím příště.Technický turista
Skupina: Uživatelé
Příspěvky: 19
Registrace: 29.10.2007
Od: Moskevská oblast
Uživatelské číslo: 881Vážení CNC guruové, prosím o pomoc
Nedávno jsem narazil na dva disky s OS
4 kartáče jsou zapojeny paralelně, to znamená, že je napájen jako běžný stejnosměrný motor (točí se s třeskem)
na konci v kovovém skle je ukrytý optický kodér (5 pinů) a
otočný kotouč s roztečí zářezů přibližně: 3 zářezy na 1 mmNaučil jsem se zatáčet steppery, ale s těmito servomotory je to přepadení
někdo navrhl, že se může pohybovat „po krocích“ pomocí PWM, stejně jako krokového motoru a sledovat polohu pomocí kodéru
ale ze schémat mě nic chytrého nenapadákdo narazil na malé schéma nebo odkaz, kde si o tomto zázraku přečíst
a jak to zvládnout
O elektronice něco málo vímV budoucnu našroubujte tyto dva motory na domácí router
pro frézování plastu dřevo, PPPLC se nabouralo, tamní ochrana se ukázala jako nedětská - idiotská, heslo šlo z PLC do počítače v čistém textu a kontrolovalo se s již zadaným v softwaru. Čichač RS232 je tedy naše všechno 🙂 Nakrájel jsem zelí a rozhodl se ho někde utratit. padl mi do oka servo HS-311. Tak jsem si ho koupil, abych ukázal, co je to za zvíře.
Serva je základním kamenem mechaniky RC modelů a v poslední době i domácí robotiky. Jedná se o malou jednotku s motorem, převodovkou a řídicím obvodem. Na vstup servostroje je přiveden napájecí a řídicí signál, který nastavuje úhel, pod kterým musí být hřídel servopohonu nastavena.
V zásadě je zde veškeré ovládání standardizované (pokud jsou zde RC, můžete přidat svých pět centů?) A serva se většinou liší silou hřídele, rychlostí, přesností ovládání, rozměry, hmotností a materiálem převodu. Cena se pohybuje od 200-300 rublů pro nejlevnější a do nekonečna pro ultra-megatechnologická zařízení. Jako v každé fanouškovské oblasti, ani zde není horní cenová laťka omezena a pod stropem jsou zřejmě použity nějaké perforované titanové převody a karbonová pouzdra se zpětnou vazbou přes milionový pulsní optický enkodér =) Obecně se dá vždycky něco změřit.
Nepředváděl jsem a vzal zatím nejlevnější, nejběžnější HS-311. Hlavně, že už mám plány na její předělání.
Charakteristika HS-311
- Točivý moment hřídele: 3kg*cm
- Rozměry: 41 x 20 x 37 mm
- Hmotnost: 44,5g
- Rychlost otáčení hřídele o 60 stupňů: 0,19 sec
- Impulsní řízení
- Cena: 350-450 Kč
Samotné servo moc nepotřebuji, ale převodovka z něj bude v pohodě. Navíc jsem na to viděl UpgradeKit s kovovými převody 🙂 Nicméně plast mi postačí.
Konstruktivní:
Za prvé jsem to rozebral - od dětství mám takový zvyk kouřit nové hračky.
Pouzdro je velké asi jako krabička od sirek, trochu tlustší.Pokud odšroubujete šroub z nápravy, kolo se odstraní a je zřejmé, že hřídel je zoubkovaná - nebude se posouvat.
Pokud odšroubujete čtyři šrouby, můžete sejmout kryt převodovky:
Jak vidíte, je zde čtyřstupňová válcová převodovka. Převodový poměr neřekne, ale velký.
Po sejmutí spodního krytu můžete vidět ovládací panel:
Můžete vidět čtyři tranzistory tvořící H-můstek, který vám umožňuje obrátit motor a logický čip. Mikruha, mimochodem, jejich vývoj. Můžete tedy najít jeho datový list. Nebylo možné dále rozebírat. Motor jako by tam byl přilepený a deska je z tak posraných getinaků, že jsem ji málem rozlomil napůl, když jsem ji chtěl vybrat. Protože nebylo součástí mých plánů konečně prolomit nativní logiku, nevtrhl jsem do motorového prostoru. Navíc tam není nic zajímavého.
Pokud odstraníte všechna ozubená kola, můžete vidět hřídel polohového zpětnovazebního odporu:
Přibližnou konstrukci lze vidět na diagramu, který jsem zde rychle načrtl:
Výstupní hřídel je pevně spojen s hřídelí rezistoru s proměnnou zpětnou vazbou. Server tak vždy ví, na jaké pozici se právě nachází. Z mínusů - neschopnost zatočit naplno. Například tento může otočit hřídel o více než 180 stupňů. Můžete však prolomit koncovou zarážku a chirurgickým zásahem proměnit rezistor na kodér (koho pobouřilo, že myšlenka kodéru z rezistoru je k ničemu? 😉 Zkuste sebrat kodér přesně tak, aby místo toho stál serva?) V tomto případě samozřejmě budete muset vyhodit nativní desku, ale nehledáme snadné způsoby, že? Obecně toto zařízení brzy upgraduji a ze servostroje udělám servomotor.
Řízení:
Vše je jasné s konstruktivními, nyní o tom, jak řídit toto zvíře. Ze serva trčí tři dráty. Uzemnění (černé), Napájení 5 voltů (červené) a signál (žlutý nebo bílý).Její ovládání je impulsní, přes signální drát. Aby bylo servo natočeno do požadovaného úhlu, musí na vstup přivést impuls s požadovanou dobou trvání.
0,8 ms je asi 0 stupňů, krajně vlevo. 2,3 ms je asi 170 stupňů - zcela vpravo. 1,5 ms je střední poloha. Výrobce doporučuje dávat 20 ms mezi impulsy. To ale není kritické a stroj lze přetaktovat.
Operace řídicí logiky
Jak funguje management? Ano, jednoduché! Když impuls dorazí na vstup, spustí se jediným vibrátorem uvnitř serva svou náběžnou hranou. Jediný vibrátor je jednotka, která vytváří jeden pulz dané doby trvání podél spouštěcí hrany. Doba trvání tohoto vnitřního impulsu závisí pouze na poloze proměnného rezistoru, tzn. z aktuální polohy výstupního hřídele.Dále jsou tyto dva impulsy porovnávány podle nejhloupější logiky. Pokud je externí impuls kratší než interní, pak tento rozdíl půjde do motoru v jedné polaritě. Je-li vnější impuls delší než vnitřní, bude polarita přívodu do motoru jiná. Působením jednoho pulzu se motor škubne ve směru zmenšování rozdílu. A jelikož pulsy jdou často (20ms mezi každým), tak do dvigla jde jakési PWM. A čím větší je rozdíl mezi úkolem a aktuální pozicí, tím větší je faktor plnění a motor se aktivněji snaží tento rozdíl odstranit.
V důsledku toho, když jsou jízdní a vnitřní impulzy stejně dlouhé, motor se buď zastaví, nebo spíše proto, že obvod není ideální - proměnný rezistor chrastí, takže dokonalá rovnost nebude, začne "drhnout". Třes na jednu nebo na druhou stranu.Čím více je rezistor mrtvý nebo čím horší jsou budicí impulsy, tím větší jsou tyto výkyvy.Na obrázku jsem znázornil dva případy, kdy je nastavovací impuls delší než vnitřní a kdy je kratší. A níže ukázal, jak vypadá signál na motoru při dosažení daného bodu. To je ve skutečnosti klasický případ proporcionálního řízení.
Opakovací frekvence pulzů určuje rychlost, s jakou bude servo otáčet hřídelí. Minimální interval, nad kterým se rychlost přestává zvyšovat a chvění se zvyšuje, je asi 5-8 ms. Pod 20 ms se servo zamyšleně zpomalí. IMHO optimální pauza je cca 10-15ms.
Abych mohl hrát se sim zařízením, rychle jsem hodil program na své jádro Mega16. Byla pravda, že jsem nedokázal vypočítat celý rozsah od 0,8 do 2,3. Počítáno pro 1 ... 2 ms puls. Je asi 100 stupňů.
Všechno je hotovo RTOS, takže popíšu pouze přerušení a úkoly.
Úkol skenování ADC - jednou za 10 ms spustí ADC pro konverzi. Samozřejmě by bylo možné udělat režim Freerunning (režim nepřetržité konverze), ale nechtěl jsem, aby MK škubal každých pár mikrosekund, aby se přerušil.
Po dlouhých a opakovaných slibech sobě i všem kolem vám konečně řeknu, jak upgradovat servostroj a udělat z něj ubermotor.
Výhody jsou zřejmé - převodový motor, který lze připojit přímo k MK bez jakýchkoli ovladačů, je cool!
A pokud servo s ložisky a ještě kovovými převody, tak je to super =)Výmluvy
Některé akce přepracování služeb jsou nevratné a lze je nazvat pouze vandalismem.
Můžete opakovat vše, co je popsáno níže, ale na vlastní nebezpečí a riziko. Pokud v důsledku vašeho jednání nenávratně zemře vaše špičkové, titanovo-karbotové, superinteligentní, setrvačné, ručně vyrobené servo za sto dolarů, nemáme s tím nic společného 😉
Dávejte také pozor - ozubená kola serva jsou poměrně hustě potřísněná tukem - neměli byste je rozebírat ve sněhově bílé košili a na sametové pohovce.Takže vystrašení, teď pro uklidnění trocha teorie =)
Servo, jak si pamatujeme, je řízeno pulzy proměnné šířky - nastavují úhel, o který se má výstupní hřídel otočit (řekněme nejužší - úplně doleva, nejširší - úplně doprava). Aktuální polohu hřídele čte mozek serva z potenciometru, který je svým motorem spojen s výstupní hřídelí.
Navíc, čím větší je rozdíl mezi proudem a danými úhly, tím rychleji bude hřídel trhat správným směrem.
Právě v tomto místě je pohřbena řada možných variant úprav.
Pokud "svedeme servo" =) - odpojíme potenciometr a hřídel a předpokládáme, že jezdec potenciometru je ve středu, pak můžeme ovládat rychlost a směr otáčení. A jen jeden signální drát!
Nyní mají impulsy odpovídající střední poloze výstupního hřídele nulovou rychlost, čím širší (od „nulové“ šířky), tím rychlejší je rotace doprava, čím užší (od „nulové“ šířky), tím rychlejší je rotace směrem k vlevo, odjet.Z toho vyplývá jedna důležitá vlastnost serv s konstantní rotací - oni
nemohou se otočit pod určitým úhlem, otočí se přesně definovaný počet otáček atd.(koneckonců zpětnou vazbu jsme sami odstranili) - obecně se již nejedná o servo, ale o převodový motor s vestavěným driverem.Video (kliknutím přehrajete). Všechny tyto změny mají několik nevýhod:
Za prvé - složitost nastavení nulového bodu - je vyžadováno jemné doladění
Za druhé, velmi úzký rozsah nastavení - poměrně malá změna šířky impulzu způsobí poměrně velkou změnu rychlosti (viz video).
Rozsah lze rozšířit programově - jen je třeba mít na paměti, že rozsah nastavení šířky pulsu (od plného chodu po směru hodinových ručiček po plný chod proti směru hodinových ručiček) převedeného serva odpovídá 80-140 stupňům (v AduinoIDE, knihovna Servo).
například v náčrtu knoflíku stačí změnit řádek:
na
a všechno bude mnohem zábavnější =)
A o zhrubnutí středního bodu a dalších úpravách pájení vám povím příště.
