Das Funktionsprinzip des Hauptstromkreises des Lenkgetriebes: Die H-Brücke treibt den Motor zum Drehen an. Nur wer es versteht, kann mit dem Lenkgetriebe spielen.

Viele Freunde nutzenServos, Projekte zu machen, aber wenn sie auf Situationen stoßen, in denen dieServoWenn sich die Motoren nicht drehen, vibrieren oder keinen Strom haben, sind sie oft verwirrt und wissen nicht, wo sie mit der Fehlersuche beginnen sollen. Tatsächlich, um wirklich damit zu spielenServo, müssen Sie zunächst sein „Herzstück“ verstehen – wie der Hauptstromkreis des Servos funktioniert. Um es ganz klar auszudrücken: Der Hauptstromkreis ist der Teil der Hardware, der dafür verantwortlich ist, elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln und den Motor in Rotation zu versetzen. Sobald Sie es verstanden haben, können Sie die Leistung des Servos vorhersagen und schnell die Ursache finden, wenn etwas schief geht.

Aus welchen Teilen besteht der Hauptstromkreis des Lenkgetriebes?

Sie können sich den Hauptschaltkreis des Lenkgetriebes wie den Motor und das Getriebesystem eines Autos vorstellen. Seine Hauptaufgabe besteht darin, Anweisungen von der Steuerung zu empfangen und dann den Motor ehrlich in Drehung zu versetzen. Ein typischer Hauptstromkreis eines Lenkgetriebes besteht hauptsächlich aus einem Leistungsschaltgerät (das gebräuchlichste), einem Gleichstrommotorgehäuse und einer wesentlichen Schutzschaltung. Dabei handelt es sich um mehrere äußerst reaktionsschnelle Wasserhähne, die speziell für die Steuerung der Größe und Richtung des Wasserflusses zum Motor verantwortlich sind.

Im Einzelnen ist der Kern des Hauptstromkreises eine Struktur namens „H-Brücke“, die aus vier Hand-in-Hand-Verbindungen besteht. Darüber hinaus gibt es normalerweise einen kleinen Widerstand, um den Strom in Echtzeit zu überwachen (wie ein Wasserzähler), und einige große Kondensatoren, um die Spannung zu stabilisieren (wie ein kleines Reservoir). Diese Komponenten arbeiten zusammen, damit sich die Abtriebswelle des Servos genau in den gewünschten Winkel drehen kann.

Wie treibt der Hauptstromkreis des Lenkgetriebes den Motor in Drehung?

Wenn der Steuerkreis (also das Gehirn des Servos) Ihr Befehlssignal analysiert, teilt er dem Hauptkreis mit: „Jetzt müssen Sie in diese Richtung drehen!“ Zu diesem Zeitpunkt fungiert der Treiberchip im Hauptstromkreis wie ein Bandleiter und sendet präzise Ein- oder Ausschaltsignale an diese. Dieser Vorgang ist extrem schnell und kann tausende Male pro Sekunde wiederholt werden.

Wenn Sie beispielsweise möchten, dass sich der Motor vorwärts dreht, leitet der Hauptstromkreis die obere linke und untere rechte Ecke der H-Brücke. Zu diesem Zeitpunkt beginnt der Strom am Pluspol der Stromversorgung, fließt durch die obere linke Ecke, durch den Motor und fließt dann durch die untere rechte Ecke zurück zum Minuspol, und der Motor dreht sich gleichmäßig. Möchten Sie es rückgängig machen? Verbinden Sie dann einfach die obere rechte und die untere linke Seite und lassen Sie den Strom in die entgegengesetzte Richtung durch den Motor fließen.

Warum benötigt der Hauptstromkreis des Lenkgetriebes eine H-Brücke?

Sie fragen sich vielleicht, warum es so kompliziert ist, die Vorwärts- und Rückwärtsdrehung des Motors zu steuern? Weil sich der Motor in beide Richtungen drehen muss, um die Servoposition zu erreichen. Ein einfacher Schalter kann den Motor nur ein- und ausschalten, aber nicht umkehren. Die Genialität der H-Brücke besteht darin, dass sie wie bei einer Brücke das abwechselnde Zusammenwirken von vier Schaltern nutzt, um den Stromfluss durch den Motor von links nach rechts oder von rechts nach links zu ermöglichen und so problemlos eine Vorwärts- und Rückwärtsdrehung zu erreichen.

Und die Vorteile von H-Brücken gehen weit darüber hinaus. In Kombination mit der PWM-Technologie (Pulsweitenmodulation) kann außerdem die Drehzahl des Motors fein gesteuert werden. Durch extrem schnelles Schalten und Anpassen der effektiven Spannung an beiden Enden des Motors kann sich die Geschwindigkeit entsprechend ändern. Noch leistungsfähiger ist, dass die H-Brücke den Motor auch sofort bremsen kann (z. B. durch direktes Kurzschließen beider Enden des Motors), was die Reaktionsgeschwindigkeit und Steuergenauigkeit des Servos erheblich verbessert.

Wie regelt das PWM-Signal im Hauptstromkreis des Lenkgetriebes die Geschwindigkeit?

Das Wort PWM klingt sehr professionell, doch tatsächlich ist das Prinzip sehr einfach. Man kann sich das so vorstellen, als würde man einen Wasserhahn schnell auf- und zudrehen und die Wassermenge anpassen, indem man den Zeitanteil steuert, in dem es fließt. Das PWM-Signal besteht aus einer Reihe von Spannungsimpulsen, die sich hoch und niedrig ändern. Es steuert das Zeitverhältnis des Schalters. Wir nennen dieses Verhältnis „Arbeitszyklus“. Je größer die Einschaltdauer, desto länger wird der Motor mit Strom versorgt und desto schneller dreht er.

Unter der Annahme, dass die Frequenz der PWM fest ist und das Tastverhältnis 50 % beträgt, bedeutet dies, dass sie die Hälfte der Zeit eingeschaltet und die Hälfte der Zeit ausgeschaltet ist. Die vom Motor erhaltene durchschnittliche Spannung beträgt die Hälfte der Versorgungsspannung und die Geschwindigkeit beträgt fast die Hälfte. Wenn der Arbeitszyklus auf 100 % eingestellt ist, ist er immer eingeschaltet und der Motor läuft mit voller Geschwindigkeit. Das Servo passt die Motorgeschwindigkeit präzise an, indem es den PWM-Arbeitszyklus ändert, und arbeitet dann mit der Rückmeldung des Positionssensors zusammen, um schließlich dafür zu sorgen, dass die Abtriebswelle stabil im Zielwinkel stoppt.

So beurteilen Sie, ob der Hauptstromkreis des Lenkgetriebes normal funktioniert

Was passiert, wenn das Servo die Kontrolle verliert und aufhört, sich zu drehen? Machen Sie sich keine Sorgen, wir können als Detektive von der Hauptstrecke aus mit den Ermittlungen beginnen. ‼️Der erste Schritt besteht darin, auf den Ton zu hören. Wenn das Lenkgetriebe normal funktioniert, erzeugt der Motor beim Drehen ein dezentes und sogar „brutzelndes“ Geräusch. Wenn überhaupt kein Ton zu hören ist, kann es sein, dass der Hauptstromkreis überhaupt nicht eingeschaltet ist; Wenn der Ton hart oder unregelmäßig ist, kann es sein, dass das Gerät durchgebrannt ist.

️Der zweite Schritt besteht darin, die Temperatur zu berühren. Nachdem das Servo eine Weile gearbeitet hat, berühren Sie vorsichtig die Außenhülle mit der Hand (achten Sie auf Sicherheit). Unter normalen Umständen kommt es zu einem Temperaturanstieg, aber es wird nicht heiß. Wenn es sofort heiß wird oder sogar raucht, sobald der Strom eingeschaltet wird, liegt das wahrscheinlich daran, dass der obere und der untere Teil der H-Brücke gleichzeitig verbunden sind, was einen „direkten Kurzschluss“ darstellt. Dies ist der tabuisierteste Fehler des Hauptstromkreises. Wenn möglich, können Sie ein Oszilloskop verwenden, um die PWM-Wellenformen an beiden Enden des Motors zu sehen, die auf einen Blick klar erkennbar sind.

So achten Sie bei der Auswahl eines Lenkgetriebes auf die Parameter des Hauptstromkreises

Achten Sie bei der Auswahl eines Servos nicht nur auf Drehmoment und Geschwindigkeit. Die verborgenen Parameter des Hauptstromkreises sind der Schlüssel. Sie müssen lernen, das Datenblatt zu lesen und sich auf Folgendes zu konzentrieren: den Betriebsspannungsbereich, der bestimmt, ob Ihr Netzteil es versorgen kann; der maximale Dauerstrom, der direkt davon abhängt, wie viel Last das Servo tragen kann, ohne durchzubrennen; Stellen Sie sicher, dass Ihr Controller mit dem unterstützten PWM-Frequenzbereich und dem unterstützten PWM-Frequenzbereich mithalten kann.

Ich möchte Ihnen zwei praktische Vorschläge machen: Schätzen Sie zunächst den maximalen Laststrom ab, den das Servo in Ihrem Projekt verträgt, und wählen Sie dann ein Servo mit einer Stromkapazität von mehr als 30 % aus, damit es sicher verwendet werden kann. ️Zweitens bestimmen Sie die Frequenz des von Ihrem Controller gesendeten PWM-Signals und finden Sie in den Spezifikationen des Servos heraus, welchen Frequenzbereich er akzeptieren kann. Nur wenn Sie beides zusammenbringen, können Sie Spaß am Spielen haben. Wenn Sie mehr über die detaillierten Parameter eines bestimmten Servos erfahren möchten, durchsuchen Sie am besten direkt die offizielle Website der Marke, laden Sie die neuesten technischen Spezifikationen herunter oder wenden Sie sich direkt an die Anwendungstechniker, die die zuverlässigsten Informationsquellen darstellen.

Auf welche „Schwierigkeiten“ sind Sie bei der Nutzung des Lenkgetriebes gestoßen? Teilen Sie Ihre Erfahrungen gerne im Kommentarbereich mit, lassen Sie uns gemeinsam diskutieren und lösen!