Jednoduchý elektronický regulátor rýchlosti (ESC) pre servo s nekonečným otáčaním: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Ak sa v dnešnej dobe pokúšate predstaviť elektronický regulátor rýchlosti (ESC), musíte byť drzý alebo odvážny. Svet lacnej elektronickej výroby je plný regulátorov rôznej kvality so širokým spektrom funkcií. Napriek tomu ma môj priateľ požiadal, aby som mu navrhol jeden regulátor. Zadanie bolo veľmi jednoduché - čo môžem urobiť, aby som mohol používať servo upravené na nekonečné otáčanie pre pohon rýpadla?

(toto nájdete aj na mojom webe)

Krok 1: Úvod

Predpokladám, že väčšina modelárov chápe, že lacné servo modelu je možné úspešne previesť na nekonečné otáčanie. V praxi to znamená, že kvôli spätnej väzbe je potrebné odstrániť iba mechanickú zátku a elektronický zastrihávač. Keď ponecháte predvolenú elektroniku, môžete ovládať servo v zmysle otáčania do jedného alebo opačného smeru, ale v praxi bez možnosti regulácie rýchlosti otáčania. Keď však odstránite predvolenú elektroniku, dostaneme jednosmerný motor s nie tak zlou prevodovkou. Tento motor pracuje s napätím asi 4 V - 5 V a prúdovou spotrebou je asi stovky miliampérov (povedzme menej ako 500 mA). Tieto parametre sú zásadné najmä preto, že pre prijímač a pohon môžeme používať bežné napätie. A ako bonus môžete vidieť, že svojimi parametrami sa veľmi blíži motorom detských hračiek. Potom bude regulátor vhodný aj pre puzdrá, chceli by sme upgradovať hračku z pôvodného riadenia bang-bang na modernejšie proporcionálne ovládanie.

Krok 2: Schéma

Pretože sme párkrát použili svet „lacno“; plán je, aby bolo všetky zariadenia čo najlacnejšie a najjednoduchšie. Pracujeme s podmienkou, že motor a regulátor sú napájané z rovnakého zdroja napätia vrátane prijímača. Predpokladáme, že toto napätie bude v rozsahu prijateľnom pre bežné procesory (cca 4V - 5V). Potom nesmieme riešiť žiadne komplikované napájacie obvody. Na vyhodnotenie signálu použijeme bežný procesor PIC12F629. Súhlasím, že v dnešnej dobe je to starý módny procesor, ale stále je lacný a dá sa ľahko kúpiť a má dostatok periférií. Základnou súčasťou nášho návrhu je integrovaný H-most (ovládač motora). Rozhodol som sa použiť skutočne lacný L9110. Tento mostík H možno nájsť v rôznych verziách vrátane priechodného otvoru DIL 8 a tiež SMD SO-08. Cena tohto mosta je navrchu mimoriadne pozitívna. Pri nákupe jednotlivých kusov v Číne to stálo menej ako 1 dolár vrátane poštovného. Na schéme nájdeme iba hlavičku na pripojenie programátora (PICkit a jeho klony fungujú dobre a sú lacné). Vedľa záhlavia máme neobvyklé odpory R1 a R2. Nie sú také dôležité, kým nezačneme používať koncové spínače. V prípade, že budeme mať tieto prepínače na elektronických hlučných miestach, môžeme obmedziť vplyv tohto elektronického šumu pridaním týchto odporov. Prejdeme teda k „rozšíreným funkciám“. Bol som informovaný, že to funguje dobre, ale nehodí sa to na portálový žeriav, pretože deti, ktoré nechávajú rám vozíka zasiahnuť do koncových zastávok, kým sa neodtrhne. Potom som znova použil voľné vstupy na programovacej hlavičke na pripojenie koncových spínačov. Ich prepojenie je prítomné aj v schémach. Áno, je možné urobiť veľa vylepšení na schémach, ale nechám to na fantázii každého staviteľa.

Krok 3: DPS

Doska s plošnými spojmi je veľmi jednoduchá. Je navrhnutý tak, aby bol o niečo väčší. Je to preto, že je jednoduchšie spájkovať súčiastky a tiež dobré chladenie. Doska plošných spojov je navrhnutá ako jednostranná, s procesorom SMD a mostíkom H. DPS obsahuje dve drôtové pripojenia. Všetky dosky je možné spájkovať na vrchnú stranu (ktorá je navrhnutá). Potom spodná strana zostane úplne plochá a môže byť lepená pomocou oboch bočných lepiacich pások niekde v modeli. Na túto alternatívu používam niekoľko trikov. Pripojenie vodičov je realizované izolovanými vodičmi na strane komponentov. Konektory a odpory sú tiež spájkované na strane komponentu DPS. Prvý trik je v tom, že po spájkovaní som „vyrezal“všetky zostávajúce drôty pomocou priamočiarej píly. Potom je spodná strana dostatočne plochá na použitie obojstrannej lepiacej pásky. Pretože keď spájkované vrchné strany nepasujú iba dobre, potom druhým trikom je „zhodiť“ich superlepidlom. Je to len kvôli lepšej mechanickej stabilite. Lepidlo nemožno chápať ako izoláciu.

Krok 4: Softvér

Výskyt hlavičky PICkit na palube má veľmi dobrý dôvod. Regulátor nemá žiadne vlastné ovládacie prvky na konfiguráciu. Konfiguráciu som vykonal v čase, keď je načítaný program. Krivka rýchlosti je uložená v pamäti EEPROM procesora. Je uložené, že prvý bajt znamená priemer škrtiacej klapky v polohe 688 µsec (maximálne dole). Potom každý ďalší krok znamená 16 µs. Potom je stredná pozícia (1 500 µsec) bajt s adresou 33 (hex). Keď už hovoríme o regulátore pre auto, potom stredná poloha znamená, že sa motor zastaví. pohyb plynu v jednom smere znamená zvýšenie rýchlosti otáčania; pohyb plynu do opačného smeru znamená, že sa zvýši aj rýchlosť otáčania, ale s opačným otáčaním. Každý bajt znamená presnú rýchlosť pre danú polohu plynu. Rýchlosť 00 (hex - ako sa používa pri programovaní) znamená, že sa motor zastaví. rýchlosť 01 znamená veľmi pomalé otáčanie, rýchlosť 02 o niečo rýchlejšia atď. Nezabudnite, že ide o hexadecimálne čísla, potom pokračujte v riadku 08, 09, 0A, 0B,.. 0F a končite 10. Keď je daný krok rýchlosti 10, nie je regulovaný, ale motor je pripojený priamo k napájaniu. Situácia pre opačný smer je podobná, iba je pridaná hodnota 80. Potom je riadok takýto: 80 (zastavenie motora), 81 (pomalé), 82,… 88, 89, 8A, 8B,… 8F, 90 (maximum). Niektoré hodnoty sú samozrejme uložené niekoľkokrát, definujú optimálnu krivku rýchlosti. predvolená krivka je lineárna, ale dá sa ľahko zmeniť. rovnako jednoduché, ako je možné zmeniť polohu, kde sa motor zastavuje, akonáhle vysielač nemá dobrú orezanú stredovú polohu. Opíšte, ako by mala vyzerať krivka rýchlosti pre lietadlo, nie je potrebná, tento typ motora a regulátora nie je určený pre lietadlá.

Krok 5: Záver

Program pre procesor je veľmi jednoduchý. Je to len modifikácia už predstavených komponentov, potom nie je potrebné tráviť dlhý čas popisom funkčnosti.

Toto je veľmi jednoduchý spôsob, ako vyriešiť regulátor pre malý motor napríklad z upraveného modelu serva. Je vhodný pre jednoduché animované modely stavebných strojov, tankov alebo len pre upgrade ovládania automobilov pre deti. Regulátor je veľmi jednoduchý a nemá žiadne špeciálne funkcie. Je to viac hračka pre animáciu iných hračiek. Jednoduché riešenie „táto, urob mi diaľkovo ovládané auto, aké máš“. Robí to však dobre a už to robí radosť malým deťom.

Krok 6: Praview

Malé video.