Yksinkertainen elektroninen nopeudensäädin (ESC) ääretön kiertoservo: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Jos yrität esitellä elektronista nopeudensäädintä (ESC) nykyään, sinun on oltava röyhkeä tai rohkea. Halvan elektronisen valmistuksen maailma on täynnä sääntelyviranomaisia, joilla on eri laatu ja laaja valikoima toimintoja. Ystäväni kuitenkin pyysi minua suunnittelemaan yhden säätimen hänelle. Syöttö oli melko yksinkertaista - mitä voin tehdä, jotta voisin käyttää ääntä rajoittamattomasti pyörivää servoa käyttökaivukoneessa?

(tämä löytyy myös sivustoltani)

Vaihe 1: Esittely

Oletan, että suurin osa mallinnusmiehistä ymmärtää, että halpa malli servo voidaan muuntaa onnistuneesti äärettömäksi pyörimiseksi. Käytännössä se tarkoittaa vain mekaanisen tulpan ja elektronisen trimmerin poistamista palautteen saamiseksi. Kun olet pitänyt oletusarvon elektronisena, voit ohjata servoa pyörimisen suuntaan tai vastakkaiseen suuntaan, mutta käytännössä ilman mahdollisuutta säätää pyörimisnopeutta. Mutta kun poistat oletuselektroniikan, saamme tasavirtamoottorin, jossa ei ole niin huono vaihteisto. Tämä moottori toimii jännitteellä noin 4 V - 5 V ja virrankulutus on noin satoja milliampeereja (sanotaan alle 500 mA). Nämä parametrit ovat ratkaisevia erityisesti siksi, että voimme käyttää yhteistä jännitettä vastaanottimessa ja taajuusmuuttajassa. Ja bonuksena voit nähdä, että parametrit ovat hyvin lähellä lasten lelujen moottoreita. Sitten säädin soveltuu myös tapauksiin, haluaisimme päivittää lelun alkuperäisestä bang-bang-ohjauksesta nykyaikaisempaan suhteelliseen säätöön.

Vaihe 2: Kaavio

Koska käytimme maailmaa "halvalla" muutaman kerran; Suunnitelmana on tehdä kaikista laitteista mahdollisimman halpoja ja yksinkertaisia. Työskentelemme ehdolla, että moottori ja säädin saavat virtansa samasta jännitelähteestä, mukaan lukien vastaanotin. Oletamme, että tämä jännite on tavallisille prosessoreille hyväksyttävällä alueella (noin 4V - 5V). Sitten emme saa ratkaista monimutkaisia virtapiirejä. Signaalin arviointiin käytämme yleistä prosessoria PIC12F629. Olen samaa mieltä siitä, että nykyään se on vanhanaikainen prosessori, mutta se on silti halpa ja helppo ostaa ja siinä on tarpeeksi oheislaitteita. Suunnittelumme olennainen osa on integroitu H-silta (moottorikäyttö). Päätin käyttää todella halpaa L9110: tä. Tämä H-silta löytyy eri versioina, mukaan lukien DIL 8 -reikä ja SMD SO-08. Tämän sillan hinta on ylhäältä positiivinen. Kun ostat yksittäisiä kappaleita Kiinassa, se maksaa alle $ 1, sisältäen postimaksun. Kaaviossa on vain otsikko ohjelmoijan yhdistämistä varten (PICkit ja sen kloonit toimivat hyvin ja ovat halpoja). Otsikon vieressä on epätavallisia vastuksia R1 ja R2. Ne eivät ole niin tärkeitä, ennen kuin emme aloita loppukytkinten käyttöä. Jos meillä on nämä kytkimet elektronisissa meluisissa paikoissa, voimme rajoittaa tämän sähköisen melun vaikutusta lisäämällä nämä vastukset. Siirrymme sitten "laajennettuihin toimintoihin". Minulle kerrottiin, että se toimii hyvin, mutta se ei sovi portaalinosturiin, koska vaunun rungosta lähtevät lapset osuvat päätyyn, kunnes se repeytyy. Sitten minua käytettiin uudelleen ohjelmointiotsikon vapaita tuloja pääkytkinten liittämiseen. Niiden yhteys näkyy myös kaavioissa. Kyllä, on mahdollista tehdä monia parannuksia kaavioihin, mutta jätän sen jokaisen rakentajan fantasiaan.

Vaihe 3: PCB

Painettu piirilevy on melko yksinkertainen. Se on suunniteltu hieman isommaksi. Tämä johtuu siitä, että on helpompi juottaa komponentteja ja myös hyvä jäähdytys. Piirilevy on suunniteltu yksipuoliseksi, jossa on SMD-prosessori ja H-silta. Piirilevy sisältää kaksi johdinliitäntää. Kaikki levyt voidaan juottaa yläpuolelle (joka on suunniteltu). Sitten pohja jää täysin tasaiseksi ja voidaan liimata molemmin puolin teipillä jossain mallissa. Käytän muutamia temppuja tähän vaihtoehtoon. Johdinkytkennät toteutetaan komponenttipuolen eristetyillä johdoilla. Liittimet ja vastukset on myös juotettu piirilevyn komponenttipuolelle. Ensimmäinen temppu on, että juottamisen jälkeen "katkaisin" kaikki jäljellä olevat johdot jig -sahalla. Sitten pohja on riittävän tasainen, jotta voit käyttää molemmin puolin teippiä. Koska liitännät vain juotettuna yläpuolelle eivät sovi hyvin, toinen temppu on "pudottaa" ne superliimalla. Se on tarkoitettu vain parempaan mekaaniseen vakauteen. Liimaa ei voida ymmärtää eristyksenä.

Vaihe 4: Ohjelmisto

PICkit -otsikon esiintymisellä aluksella on erittäin hyvä syy. Säätimellä ei ole omia säätöelementtejä konfigurointia varten. Kokoonpano tein aikanaan, kun ohjelma ladataan. Nopeuskäyrä tallennetaan suorittimen EEPROM -muistiin. Ensimmäisen tavun keskimääräinen kaasu tallennetaan asentoon 688 µs (maksimi alas). Sitten jokainen seuraava vaihe tarkoittaa 16 mikrosekuntia. Sitten keskiasento (1500 µs) on tavu, jonka osoite on 33 (heksadesimaali). Kun puhumme auton säätimestä, keskiasento tarkoittaa, että moottori pysähtyy. kaasun siirtäminen yhteen suuntaan keskimääräinen pyörimisnopeuden kasvu; Kaasun siirtäminen vastakkaiseen suuntaan tarkoittaa, että myös pyörimisnopeus kasvaa, mutta vastakkaisella pyörimisellä. Jokainen tavu tarkoittaa tarkkaa nopeutta tietylle kaasukaasulle. Nopeus 00 (hex - ohjelmoinnissa käytetty) tarkoittaa, että moottori pysähtyy. nopeus 01 tarkoittaa erittäin hidasta pyörimistä, nopeus 02 hieman nopeampaa jne. Älä unohda, että se on heksadesimaalilukua, ja jatka sitten riviä 08, 09, 0A, 0B,.. 0F ja lopeta 10. Kun nopeusvaihe 10 annetaan, ei ole säätöä, mutta moottori on kytketty suoraan virtalähteeseen. Vastakkaisen suunnan tilanne on samanlainen, vain arvoa 80 lisätään. Sitten rivi on seuraava: 80 (moottorin pysäytys), 81 (hidas), 82,… 88, 89, 8A, 8B,… 8F, 90 (enintään). Tietysti jotkut arvot tallennetaan muutaman kerran, se määrittää optimaalisen nopeuskäyrän. oletuskäyrä on lineaarinen, mutta sitä voidaan helposti muuttaa. yhtä helppoa, kuten voidaan muuttaa asentoa, jossa moottori pysähtyy, kun lähettimellä ei ole hyvä leikattu keskiasento. Kuvaile, miltä ilmakoneen nopeuskäyrän pitäisi näyttää, ei ole tarpeen, tällaisia moottoreita ja säätimiä ei ole suunniteltu lentokoneille.

Vaihe 5: Johtopäätös

Ohjelma prosessorille on hyvin yksinkertainen. Se on vain jo esitettyjen komponenttien muokkaaminen, jolloin ei ole tarpeen viettää kauan aikaa toiminnallisuuden kuvaamiseen.

Tämä on hyvin yksinkertainen tapa ratkaista pienen moottorin säädin esimerkiksi modifioidusta servomoottorista. Se soveltuu helposti animoitaviin rakennuskoneisiin, säiliöihin tai vain lasten autojen ohjauksen päivittämiseen. Säädin on hyvin perus, eikä sillä ole erityisiä toimintoja. Se on enemmän lelu animoida muita leluja. Yksinkertainen ratkaisu "isä, tee minusta kauko -ohjattava auto kuten sinulla". Mutta se tekee sen hyvin ja se tekee jo harvoista lapsista iloa.

Vaihe 6: Praview

Pieni video.