Was ist der Unterschied zwischen einem Motor und einem Lenkgetriebe? Eine Verwechslung des Geräts kann zu Fehlfunktionen führen

Kürzlich kamen mehrere Freunde, die intelligente Autos bauen, zu mir und sagten, dass sich der Motor beim Debuggen sehr gut dreht, aber nach der Installation stecken bleibtServo, oder umgekehrt. Tatsächlich haben viele Menschen Verluste durch die beiden Brüder „Motor“ und „Lenkgetriebe“ erlitten. Sie sehen ähnlich aus, aber wenn sie am falschen Ort eingesetzt werden, ist die Effizienz bestenfalls gering oder das Gerät funktioniert sofort nicht mehr. Heute werden wir es aufschlüsseln und den Unterschied zwischen diesen beiden Dingen verstehen und wie Sie wählen sollten.

Der Motor muss nur das Lenkgetriebe drehen und gehorchen.

Um es ganz klar auszudrücken: Motor ist ein „Brute-Force-Spieler“. Wenn Sie es mit Strom versorgen, dreht es sich. Es dreht sich so schnell, wie Sie Spannung anlegen, und es ist egal, in welche Position es sich dreht. Es macht nur eines: rotieren. Beispielsweise müssen kleine Ventilatoren und Räder nur gedreht werden, ohne dass man wissen muss, wo man anhalten muss. Zu diesem Zeitpunkt ist es am besten, einen Motor zu verwenden.

Das Lenkgetriebe ist anders, es ist ein „gehorsamer Spieler“. Sie sagen ihm „um 90 Grad drehen“, und er dreht sich um 90 Grad und stoppt. Es verfügt auch über eine Rückmeldung, ob es vorhanden ist. Beispielsweise müssen Robotergelenke und Kamerakardanringe den Winkel genau steuern, also müssen Sie sie verwendenServoS. Zusätzlich zum Motor verfügt es auch über eine Reihe von Steuerkreisen und Positionssensoren.

Die Kontrollmethoden sind sehr unterschiedlich. Einer gibt dem anderen direkt Anweisungen.

Die Bedienung des Motors ist besonders einfach und grob. Ein Gleichstrommotor dreht sich, wenn Sie die Batterie daran anschließen, und dreht sich um, wenn Sie ihn umgekehrt anschließen. Möchten Sie die Dinge beschleunigen? Verwenden Sie einfach das PWM-Signal, d. h. stellen Sie die Frequenz der Spannung ein und aus, und schon wird die Geschwindigkeit bestimmt. Sie benötigen nicht einmal einen Mikrocontroller, bauen Sie einfach eine H-Brücke mit ein paar Transistoren und der Schwellenwert ist sehr niedrig.

Bei der Lenkgetriebesteuerung sind viele Details zu berücksichtigen. Normalerweise werden drei Drähte verwendet, nämlich Strom-, Erdungs- und Signalkabel. Man muss ihm einen Impuls mit einer Periode von etwa 20 Millisekunden geben, wobei die Breite dieses Impulses zwischen 0,5 und 2,5 Millisekunden liegt, sodass er dem Winkelbereich von 0 bis 180 Grad entsprechen kann. Darüber hinaus müssen Sie einen Mikrocontroller oder einen speziellen verwendenServoSteuerplatine zum Senden von Signalen, damit sich das Servo bewegen kann. Wenn Sie sich also nicht besonders mit der Programmierung auskennen, gibt es immer noch eine gewisse Hemmschwelle, mit Servos zu spielen.

Im tatsächlichen Betrieb der Lenkgetriebesteuerung sind die Details von entscheidender Bedeutung. Von diesen drei Drähten ist das Netzteil für die Stromversorgung verantwortlich, das Erdungskabel sorgt für die Stabilität des Stromkreises und das Signalkabel überträgt wichtige Anweisungen. Der gegebene Impuls mit einer Periode von etwa 20 Millisekunden erfordert eine äußerst hohe Genauigkeit. Leichte Änderungen der Impulsbreite entsprechen Änderungen des Lenkgetriebewinkels. Nur wenn Signale präzise über einen Mikrocontroller oder eine spezielle Steuerplatine für das Lenkgetriebe gesendet werden, kann sich das Lenkgetriebe wie erwartet drehen. Wenn Ihre Programmierkenntnisse also schlecht sind, werden Sie beim Spielen mit dem Servo tatsächlich auf einige Hindernisse stoßen.

Der strukturelle Unterschied ist ziemlich offensichtlich. Der eine hat einen nackten Körper und der andere hat ein Gehirn.

Wenn Sie sich einen Motor ansehen, besteht er im Wesentlichen aus einem Rotor, einem Stator, einem Gehäuse und zwei Drähten. Die Struktur ist einfach, das Leder ist langlebig und der Preis ist günstig. Sie können einen kleinen Motor für nur ein paar Dollar kaufen. Der Nachteil ist jedoch, dass es nicht weiß, wo es ist, und überhaupt keine Intelligenz besitzt.

Das Lenkgetriebe ist anders, es ist ein „integriertes Paket“. Neben einem Mikro-Gleichstrommotor gibt es auch ein Untersetzungsgetriebe, eine Steuerplatine und ein Potentiometer (den Sensor, der die Position zurückmeldet). Sie sehen, die zusätzlichen werden verwendet, um „Ihr Gehirn zu nutzen“. Daher ist das Lenkgetriebe wesentlich teurer als der Motor, kann dafür aber den Winkel präzise steuern.

Ob ein Kreis oder ein Festpunkt gewählt wird, hängt von den Genauigkeitsanforderungen ab

Wenn Ihr Anwendungsszenario darin besteht, dass sich die Räder drehen und der Lüfter läuft, ist der Motor in Ordnung. Dabei kommt es nicht auf die genaue Position an, sondern nur auf Geschwindigkeit und Drehmoment. Darüber hinaus kann der Motor beliebig oft und ohne Winkelbegrenzung rotieren.

Wenn Ihr Gerät hingegen erfordert, dass Ihr Arm in einem bestimmten Winkel angehoben und die Kamera in eine bestimmte Richtung gerichtet wird, müssen Sie einen Servo verwenden. Die Positionierungsgenauigkeit des Lenkgetriebes liegt normalerweise bei wenigen Grad und die bessere Leistung kann etwa 1 Grad erreichen. Und das Lenkgetriebe hat Winkelbeschränkungen. Der Winkelbereich des gewöhnlichen Lenkgetriebes beträgt 0 bis 180 Grad. Einige Servos verfügen über 360 Grad, diese Art von Servos kann jedoch keine kontinuierliche Drehung ausführen. Zur Bestimmung des Drehwinkels verlassen sie sich hauptsächlich auf die Signalsteuerung.

Das Funktionsprinzip des Lenkgetriebes besteht darin, den internen Motor durch den Empfang spezifischer Signale anzutreiben, um eine präzise Winkelsteuerung zu erreichen. Lenkgetriebe spielen in vielen Automatisierungsgeräten und Roboteranwendungen eine Schlüsselrolle. Es kann den Arm oder die Kamera gemäß den voreingestellten Anweisungen genau auf die angegebene Winkelposition einstellen und bietet so eine starke Garantie für den normalen Betrieb des Geräts. Ob einfache Modellproduktion oder komplexe industrielle Automatisierungsszenarien, das Lenkgetriebe ist aufgrund seiner stabilen Leistung und präzisen Steuerung zu einer unverzichtbaren Komponente geworden.

Häufige Rollover-Fälle werden durch die Modellauswahl verursacht

Der typischste Autoüberschlag, den ich je gesehen habe, besteht darin, einen Roboterarm zu bauen und einen Motor zum Antrieb der Gelenke zu verwenden. Der Typ hielt den Motor für billig und fügte einen Encoder hinzu. Nachdem er lange gekämpft hatte, schaffte er es immer noch nicht, das Fahrzeug stabil in der Schräglage zum Stehen zu bringen. Warum? Da der Motor selbst über keinen Positionsregelkreis verfügt und vollständig auf externen Sensoren basiert, ist die Reaktion langsam und neigt zum Überschwingen. Später wurde das Servo ausgetauscht und das Problem war sofort behoben.

Es gibt auch Leute, die intelligente Autolenkungen herstellen. Manche Leute nutzen den Motor direkt, um die Vorderradlenkung anzutreiben, aber sie stellen fest, dass sie eine Menge Pleuel und Begrenzungen hinzufügen müssen, und sie kommen immer von der Spur ab. Tatsächlich verwendet das Auto zum Lenken ein Servo mit hohem Drehmoment, das direkt mit dem Lenkarm verbunden ist. Es ist einfach und zuverlässig und auch das Debuggen ist problemlos. Wenn Sie es nicht glauben, gehen Sie zu Taobao, suchen Sie nach „Autolenkgetriebe“ und schauen Sie sich die gut verkauften Fertigprodukte an. Im Grunde handelt es sich dabei um Lenkgetriebelösungen.

Berechnen Sie Budget und Komplexität klar

Die Motorlösung ist wirklich günstig, aber man muss die Antriebsschaltung selbst bauen und das Problem der Positionsrückmeldung lösen. Wenn nur eine kontinuierliche Rotation erforderlich ist, liegt der Kostenvorteil des Motors auf der Hand. Wenn Sie jedoch eine präzise Steuerung benötigen, können die Kosten und der Zeitaufwand für das Hinzufügen eines Encoders und die spätere Implementierung einer Regelung mit geschlossenem Regelkreis höher sein als für die direkte Verwendung eines Servos.

Das Lenkgetriebe mag teuer erscheinen, aber es ist ein „One-Stop-Shop“. Sie können es einfach kaufen, an die Leitung anschließen und Signale senden, sodass Sie sich nicht selbst um den Treiber und das Feedback kümmern müssen. Besonders geeignet zur schnellen Überprüfung von Ideen und zur Herstellung von Produktprototypen. Und mittlerweile gibt es viele Arten von Servos, von kleinen Servos mit 9 Gramm bis hin zu Servos mit hohem Drehmoment von mehreren zehn Kilogramm. Sie verfügen über Standardschnittstellen und sind leicht austauschbar.

Ich weiß nicht, ob das innovative Produkt, das Sie jetzt herstellen, erfordert, dass sich das Rad ständig dreht oder ob die Gelenke in einer präzisen Position sind? Chatten Sie im Kommentarbereich über Ihr Projekt und sehen Sie, ob ich Ihnen bei Ihrer Auswahl helfen kann. Wenn Sie diesen Artikel für Sie nützlich finden, geben Sie ihm bitte ein „Gefällt mir“, damit mehr Freunde, die Produkte herstellen, ihn sehen können.