Простой электронный регулятор скорости (ESC) для сервопривода бесконечного вращения: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Если вы сейчас пытаетесь представить электронный регулятор скорости (ESC), вы должны быть нахальным или смелым. Мир дешевой электроники полон регуляторов разного качества с широким спектром функций. Тем не менее мой друг попросил меня спроектировать для него один регулятор. Ввод был довольно простым - что я могу сделать, чтобы иметь возможность использовать сервопривод, модифицированный для бесконечного вращения, для привода экскаватора?

(это также можно найти на моем сайте)

Шаг 1. Введение

Я предполагаю, что большинство моделистов понимают, что дешевый модельный сервопривод можно успешно преобразовать в бесконечное вращение. На практике это означает только удаление механического стопора и электронного триммера для обратной связи. Как только вы оставите электронику по умолчанию, вы можете управлять сервоприводом в смысле вращения в одном или противоположном направлении, но на практике без возможности регулировать скорость вращения. Но когда вы удалите стандартную электронику, мы получим двигатель постоянного тока с неплохой коробкой передач. Этот двигатель работает с напряжением около 4-5 В и потребляемым током около сотен миллиампер (скажем, менее 500 мА). Эти параметры имеют решающее значение, особенно потому, что мы можем использовать общее напряжение для приемника и для привода. А в качестве бонуса можно увидеть, что по своим параметрам он очень близок к моторам детских игрушек. Тогда регулятор подойдет и для корпусов, мы хотели бы модернизировать игрушку с оригинального управления на бэнг-бэнг до более современного пропорционального управления.

Шаг 2: Схема

Потому что мы несколько раз использовали мир «дешево»; план состоит в том, чтобы сделать все устройства максимально дешевыми и простыми. Мы работаем с условием, что двигатель и регулятор запитаны от одного источника напряжения, включая приемник. Мы предполагаем, что это напряжение будет в диапазоне, приемлемом для обычных процессоров (около 4В - 5В). Тогда мы не должны решать какие-либо сложные схемы питания. Для оценки сигнала воспользуемся обычным процессором PIC12F629. Я согласен, что сейчас это устаревший процессор, но он по-прежнему дешев, его легко купить и в нем достаточно периферии. Фундаментальной частью нашей конструкции является интегрированный H-мост (драйвер двигателя). Я решил использовать действительно дешевый L9110. Этот H-образный мост можно найти в различных версиях, включая сквозное отверстие DIL 8, а также SMD SO-08. Цена на этот мост очень положительная. При покупке штучных изделий в Китае это стоит менее 1 доллара, включая почтовые сборы. На схеме мы видим только заголовок для подключения программатора (PICkit и его клоны работают нормально и дешевы). Рядом с заголовком стоят необычные резисторы R1 и R2. Они не так важны, пока мы не начнем использовать концевые выключатели. В случае, если у нас будут эти переключатели в местах с электронным шумом, мы можем ограничить влияние этого электронного шума, добавив эти резисторы. Тогда мы перейдем к «расширенным функциям». Мне сообщили, что он работает нормально, но не подходит для портального крана, потому что дети, покидая раму тележки, ударяются о концевые упоры, пока она не оторвется. Затем я повторно использовал свободные входы на программном заголовке для подключения концевых выключателей. Их связь также присутствует на схемах. Да, можно сделать много улучшений в схемах, но я оставлю это на фантазию каждого строителя.

Шаг 3: печатная плата

Печатная плата довольно проста. Он выполнен в виде чуть большего размера. Это потому, что компоненты легче паять, а также для хорошего охлаждения. Печатная плата выполнена односторонней, с процессором SMD и H-мостом. Печатная плата содержит двухпроводные соединения. Вся плата может быть припаяна на лицевую сторону (что и задумано). Тогда нижняя сторона останется абсолютно плоской и ее можно будет приклеить с помощью двустороннего скотча где-нибудь в модели. Я использую несколько приемов для этой альтернативы. Подключение проводов осуществляется изолированными проводами со стороны компонентов. Разъемы и резисторы также припаяны на компонентной стороне печатной платы. Первая хитрость в том, что после пайки я «вырезал» все оставшиеся провода лобзиком. Тогда нижняя сторона будет достаточно плоской для использования двустороннего скотча. Поскольку разъемы при пайке только с верхней стороны плохо ложатся, то вторая уловка - их «опустить» суперклеем. Это только для лучшей механической устойчивости. Клей нельзя понимать как изоляцию.

Шаг 4: Программное обеспечение

Наличие заголовка PICkit на плате имеет очень вескую причину. Регулятор не имеет собственных элементов управления для настройки. Конфигурацию я сделал за то время, когда программа загружена. Кривая скорости сохраняется в памяти EEPROM процессора. Сохраняется, что первый байт означает дроссель в положении 688 мкс (максимум вниз). Тогда каждый следующий шаг означает 16 мкс. Тогда средняя позиция (1500 мкс) - это байт с адресом 33 (шестнадцатеричный). Если мы говорим о регуляторе для автомобиля, то среднее положение означает, что мотор останавливается. перемещение дроссельной заслонки в одну сторону с увеличением средней скорости вращения; перемещение дроссельной заслонки в противоположном направлении означает, что скорость вращения также увеличивается, но с противоположным вращением. Каждый байт означает точную скорость для данного положения дроссельной заслонки. Скорость 00 (шестнадцатеричный - используется при программировании) означает, что двигатель останавливается. скорость 01 означает очень медленное вращение, скорость 02 немного быстрее и т. д. Не забывайте, что это шестнадцатеричные числа, затем строки продолжаются 08, 09, 0A, 0B,.. 0F и заканчиваются на 10. Когда задан шаг скорости 10, он нет регулирования, но двигатель подключен напрямую к источнику питания. Ситуация для противоположного направления аналогична, только добавляется значение 80. Затем ряд выглядит так: 80 (двигатель останавливается), 81 (медленно), 82,… 88, 89, 8A, 8B,… 8F, 90 (максимум). Конечно, некоторые значения сохраняются несколько раз, это определяет оптимальную кривую скорости. кривая по умолчанию является линейной, но ее можно легко изменить. так же просто, поскольку можно изменить положение, в котором двигатель останавливается, если передатчик не имеет хорошего подстроечного центрального положения. Описывать, как должна выглядеть кривая скорости для авиалайнера, нет необходимости, такие двигатели, как и регулятор, не предназначены для авиалайнеров.

Шаг 5: Заключение

Программа для процессора очень проста. Это всего лишь модификация уже представленных компонентов, поэтому не нужно долго тратить время на описание функциональности.

Это очень простой способ решить регулятор для небольшого двигателя, например, из сервопривода модифицированной модели. Он подходит для простого анимирования моделей строительных машин, танков или только для улучшения управления автомобилями для детей. Регулятор очень простой и не имеет специальных функций. Это больше игрушка для оживления других игрушек. Простое решение для фразы «папа, сделай мне машину с дистанционным управлением, как у тебя». Но у него это хорошо получается, и это уже доставляет удовольствие немногим детям.

Шаг 6: просмотр

Небольшое видео.