Jednoduchý elektronický regulátor rychlosti (ESC) pro servo s nekonečným otáčením: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Pokud se v dnešní době pokoušíte představit elektronický regulátor rychlosti (ESC), musíte být drzí nebo odvážní. Svět levné elektronické výroby je plný regulátorů různé kvality se širokým spektrem funkcí. Přesto mě můj přítel požádal, abych mu navrhl jeden regulátor. Zadání bylo docela jednoduché - co mám dělat, abych mohl použít servo upravené na nekonečné otáčení pro hnací bagr?

(najdete to i na mých stránkách)

Krok 1: Úvod

Předpokládám, že většina modelářů chápe, že levné modelové servo lze úspěšně převést na nekonečné otáčení. V praxi to znamená, že pro zpětnou vazbu odstraníte pouze mechanickou zátku a elektronický trimr. Jakmile ponecháte výchozí elektroniku, můžete ovládat servo ve smyslu otáčení do jednoho nebo opačného směru, ale v praxi bez možnosti regulovat rychlost otáčení. Ale když odstraníte výchozí elektroniku, dostaneme stejnosměrný motor s ne tak špatnou převodovkou. Tento motor pracuje s napětím přibližně 4V - 5V a proudovou spotřebou je přibližně stovky miliampérů (řekněme méně než 500mA). Tyto parametry jsou zásadní zejména proto, že můžeme použít společné napětí pro přijímač i pro pohon. A jako bonus můžete vidět, že se svými parametry velmi blíží motorům dětských hraček. Pak bude regulátor vhodný i pro případy, kdy bychom chtěli upgradovat hračku z původního ovládání bang-bang na modernější proporcionální ovládání.

Krok 2: Schéma

Protože jsme svět několikrát použili „levně“; plán je, aby všechna zařízení byla co nejlevnější a nejjednodušší. Pracujeme s podmínkou, že motor a regulátor jsou napájeny ze stejného zdroje napětí, včetně přijímače. Předpokládáme, že toto napětí bude v rozsahu přijatelném pro běžné procesory (cca 4V - 5V). Pak nesmíme řešit žádné komplikované napájecí obvody. Pro vyhodnocení signálu použijeme běžný procesor PIC12F629. Souhlasím, že v dnešní době je to starý módní procesor, ale stále je levný a snadno se kupuje a má dostatek periferií. Základní součástí našeho návrhu je integrovaný H-můstek (ovladač motoru). Rozhodl jsem se použít opravdu levný L9110. Tento H-můstek lze nalézt v různých verzích včetně průchozího otvoru DIL 8 a také SMD SO-08. Cena tohoto mostu je navrchu kladná. Při nákupu jednotlivých kusů v Číně to stálo méně než 1 $ včetně poštovného. Na schématu najdeme pouze záhlaví pro připojení programátoru (PICkit a jeho klony fungují dobře a jsou levné). Vedle záhlaví máme neobvyklé odpory R1 a R2. Nejsou tak důležité, dokud nezačneme používat koncové spínače. V případě, že budeme mít tyto přepínače na elektronických hlučných místech, můžeme omezit dopad tohoto elektronického šumu přidáním těchto rezistorů. Přejdeme tedy k „rozšířeným funkcím“. Byl jsem informován, že to funguje dobře, ale nehodí se to pro portálový jeřáb, protože děti, které opouštějí rám vozíku, se zastaví, dokud se neroztrhne. Poté jsem znovu použil volné vstupy na programovací hlavičce k připojení koncových spínačů. Jejich spojení je také přítomno ve schématech. Ano, na schématech je možné provést mnoho vylepšení, ale nechám to na fantazii každého stavitele.

Krok 3: PCB

Deska s plošnými spoji je velmi jednoduchá. Je navržen jako trochu větší. Je to proto, že je snadnější pájet součásti a také pro dobré chlazení. Deska plošných spojů je navržena jako jednostranná, s procesorem SMD a H-můstkem. Deska plošných spojů obsahuje dvě drátová připojení. Všechny desky lze pájet na horní stranu (která je navržena). Potom spodní strana zůstane naprosto plochá a může být lepena pomocí obou bočních lepicích pásek někde v modelu. Pro tuto alternativu používám několik triků. Spojení vodičů je realizováno izolovanými dráty na straně součástky. Konektory a odpory jsou také pájeny na straně součástek desky plošných spojů. První trik je v tom, že jsem po pájení „vyřízl“všechny zbylé dráty pomocí přímočaré pily. Potom je spodní strana dostatečně plochá pro použití obou bočních lepicích pásek. Protože konektory, když jsou pájené na horní straně, jen dobře nesedí, pak je druhým trikem je „upustit“superlepidlem. Je to jen pro lepší mechanickou stabilitu. Lepidlo nelze chápat jako izolaci.

Krok 4: Software

Výskyt záhlaví PICkit na palubě má velmi dobrý důvod. Regulátor nemá žádné vlastní ovládací prvky pro konfiguraci. Konfiguraci jsem provedl v době, kdy je načten program. Rychlostní křivka je uložena v paměti EEPROM procesoru. Je uloženo, že první bajt znamená průměr škrticí klapky v poloze 688 µsec (maximum dolů). Pak každý další krok znamená 16 µsec. Pak je střední pozice (1500 µsec) bajt s adresou 33 (hex). Jakmile mluvíme o regulátoru automobilu, pak střední poloha znamená, že se motor zastaví. pohyb plynu do jednoho směru znamená zvýšení rychlosti otáčení; pohyb plynu do opačného směru znamená, že se také zvýší rychlost otáčení, ale s opačným otáčením. Každý bajt znamená přesnou rychlost pro danou polohu škrticí klapky. Rychlost 00 (hex - jak se používá při programování) znamená, že se motor zastaví. rychlost 01 znamená velmi pomalé otáčení, rychlost 02 trochu rychlejší atd. Nezapomeňte, že se jedná o hexadecimální čísla, pak řádek pokračuje 08, 09, 0A, 0B,.. 0F a končí na 10. Když je uveden rychlostní krok 10, není regulace, ale motor je připojen přímo k napájení. Situace pro opačný směr je podobná, přidává se pouze hodnota 80. Pak řádek vypadá takto: 80 (zastavení motoru), 81 (pomalé), 82,… 88, 89, 8A, 8B,… 8F, 90 (maximum). Některé hodnoty jsou samozřejmě uloženy několikrát, definují optimální křivku rychlosti. výchozí křivka je lineární, ale lze ji snadno změnit. stejně snadné, jak lze změnit polohu, kde se motor zastavuje, jakmile vysílač nemá dobrou upravenou středovou polohu. Popište, jak by měla vypadat rychlostní křivka pro letadlo, není nutné, tento typ motorů ani regulátor není určen pro letadla.

Krok 5: Závěr

Program pro procesor je velmi jednoduchý. Jedná se pouze o úpravu již představených komponent, pak není nutné trávit dlouhý čas popisem funkčnosti.

Toto je velmi jednoduchý způsob, jak vyřešit regulátor pro malý motor například z upraveného modelu serva. Je vhodný pro snadné animované modely stavebních strojů, tanků nebo pouze pro upgrade ovládání aut pro děti. Regulátor je velmi základní a nemá žádné speciální funkce. Je to spíše hračka pro oživení ostatních hraček. Jednoduché řešení „tati, udělej mi dálkově ovládané auto, jako máš ty“. Ale dělá to dobře a už to dělá radost malým dětem.

Krok 6: Praview

Malé video.