Wie viel Strom benötigt das MG996R-Servo? Wählen Sie das richtige Netzteil und vermeiden Sie Fallstricke

Viele Freunde haben beim Spielen von Robotern oder bei DIY-Projekten eine so peinliche Situation erlebt: Das Brett startet neu, sobald dasServobewegt sich, nachdem die Drähte angeschlossen sind, oder dieServoreagiert einfach nicht. Achtzig Prozent dieser Probleme werden dadurch verursacht, dass die Stromversorgung nicht mithalten kann. Heute werden wir über diesen Klassiker sprechenServo, mit wie viel Strom es arbeitet und wie man ein zuverlässiges „Energiepaket“ dafür auswählt.

Wie hoch ist der Arbeitsstrom?

Der Betriebsstrom ist kein fester Wert, sondern eher ein sich änderndes Intervall. Im Leerlauf wird tatsächlich Strom gespart. Der allgemeine Strom beträgt etwa 200 bis 400 Milliampere, was 0,2 bis 0,4 Ampere entspricht. Zu diesem Zeitpunkt dreht es sich sehr leicht und es gibt keine Last, sodass der aktuelle Bedarf nicht groß ist und viele Netzteile der Einstiegsklasse damit umgehen können.

Aber sobald es anfängt zu arbeiten, beispielsweise wenn Sie damit den großen Arm eines Roboters antreiben oder die Lenkung eines etwas schweren Modells steuern, wird sein aktueller Bedarf sofort in die Höhe schnellen. Der normale Betriebsstrom liegt typischerweise zwischen 800 Milliampere und 1 Ampere. Wenn man seine „Kraft“ maximieren will, muss man sich seine „Explosionskraft“ ansehen.

Wie hoch ist der Strom bei blockiertem Rotor?

Ein Wort sollte hier hervorgehoben werden: blockierter Strom. Dies ist die Zeit, in der das Servo am „hungrigsten“ ist. Sie können sich vorstellen, dass Sie eine Kiste schieben, die Sie nicht mit aller Kraft schieben können, und dass alle Muskeln Ihres Körpers angespannt sind. Wenn das Lenkrad klemmt oder die Last zu schwer ist und sich nicht drehen lässt, steigt der Strom sofort auf 2,5 Ampere oder erreicht in kurzer Zeit sogar 2,8 bis 3 Ampere.

Das soll die Leute nicht erschrecken. Viele Projekte meiner Freunde scheiterten bei Schlüsselaktionen, weil sie den „Wirkstrom“ in diesem Moment nicht berücksichtigten. Wenn Ihr Netzteil nur stabil 1 A ausgeben kann, wird die Spannung im Moment des Abwürgens sofort gesenkt, was zu einer unzureichenden Stromversorgung der Steuerplatine und einem direkten Reset führt. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, diesen Höhepunkt zu verstehen.

So schätzen Sie den tatsächlichen Strom ab

Sie fragen sich bestimmt: Wie hoch sollte ich das Netzteil auslegen, wenn ich es tatsächlich verwende? Hier ist eine sicherere Methode: Betrachten Sie nicht nur den durchschnittlichen Strom eines einzelnen Servos, sondern die Summe der Spitzenwerte, die alle Servos im Projekt gleichzeitig erreichen können. Wenn man zum Beispiel einen vierbeinigen Roboter baut und 8 davon verwendet, ist es unmöglich, dass sie gleichzeitig stehen bleiben, man muss aber die extremsten Bewegungen berücksichtigen.

Die übliche Schätzidee besteht darin, für jedes Servo 1,5 bis 2 Ampere Spitzenkapazität zu reservieren. Wenn Sie jedoch eine Servosteuerplatine mit einer großen Anzahl von Kanälen verwenden und es häufig vorkommt, dass mehrere Servos gleichzeitig arbeiten, dann ist der Gesamtstrom am besten auf die Summe der „maximalen Betriebsströme“ aller Servos ausgelegt. Bereiten Sie beispielsweise bei 8 Servos die Stromversorgung auf einen Spitzenwert von 8 bis 10 Ampere vor, um sicherzustellen, dass nichts schief geht.

Häufige Missverständnisse bei der Auswahl eines Netzteils

Eine häufige Gefahr für viele Neulinge besteht darin, den 5-V-Pin auf der Entwicklungsplatine direkt zur Stromversorgung des Servos zu verwenden. Wir müssen das klarstellen: Tun Sie das nicht! Der Leistungschip auf dem Entwicklungsboard kann normalerweise nur einige hundert Milliampere Strom liefern. Wenn Sie eines anschließen und es sich leicht bewegt, muss das Board neu gestartet werden und es kann sogar passieren, dass der USB-Anschluss Ihres Computers durchbrennt.

Der richtige Ansatz ist: Lassen Sie die Stromversorgung separat laufen. Das Servo sollte an eine externe Stromversorgung mit ausreichender Leistung angeschlossen werden, z. B. über ein Spannungsstabilisierungsmodul mit einem 12-V-Adapter oder über 2 bis 3 in Reihe geschaltete 18650-Lithiumbatterien. Verbinden Sie dann das Erdungskabel des Servos und das Erdungskabel der Steuerplatine miteinander, um sicherzustellen, dass die Signalreferenz konsistent ist. Das ist sowohl sicher als auch stabil.

Was sagen Sie zu den tatsächlich gemessenen Daten?

Lass uns etwas Hardcore machen. Wenn Sie ein Multimeter oder eine Stromzange zur Hand haben, können Sie es selbst testen. Im Leerlaufzustand liegt der Amperemeterwert stabil bei etwa 0,2 A. Wenn Sie ihm den Befehl zum schnellen Drehen geben, sehen Sie, wie der Strom sofort auf 0,8 A bis 1 A ansteigt. Wenn Sie zu diesem Zeitpunkt das Lenkrad mit der Hand festhalten, schnellt der Zeiger des Amperemeters sofort nach oben und überschreitet direkt 2A.

Was bedeutet das? Die momentane Reaktion ist sehr empfindlich und der Strom schwankt stark. Bei Projekten, die höchste Leistung und Stabilität anstreben, wie z. B. Wettbewerbsroboter und Industriemodelle, muss neben der Betrachtung des Stroms auch die Reaktionsgeschwindigkeit des Netzteils berücksichtigt werden. Ein hochwertiges Spannungsstabilisierungsmodul, das schnell auf Stromänderungen reagieren kann, ist manchmal wichtiger als nur ein hoher Strom.

Auswirkungen auf die Lebensdauer des Lenkgetriebes

Die Bereitstellung ausreichender Strömung dient nicht nur dazu, das Ruder in Bewegung zu setzen, sondern es auch für eine lange Zeit „lebend“ zu halten. Wenn Sie darüber nachdenken, wenn die Stromversorgung nicht ausreicht und sich das Servo längere Zeit in einem „nicht voll“-Zustand befindet, müssen der Motor und der darin enthaltene Treiberchip ständig Probleme haben, was den Verschleiß erhöht und mehr Wärme erzeugt. Wenn die Temperatur hoch ist, nimmt die Festigkeit der Kunststoffzahnräder im Lenkgetriebe ab und die Zahnräder erscheinen leer oder sogar verzahnt.

Im Gegenteil, wenn Sie ihm eine gut reservierte Stromversorgung geben, wird er sich jedes Mal knackig und sauber bewegen, der Motor wird seine Kraft nicht zurückhalten und der interne Schaltkreis wird stabiler sein. Wenn wir also in eine gute Stromversorgung investieren, investieren wir tatsächlich in die Lebensdauer des Lenkgetriebes. Oft geht das Lenkgetriebe schnell kaputt, nicht wegen schlechter Qualität, sondern weil wir ihm nicht genug „Nahrung“ geben.

Haben Sie schon einmal das peinliche Erlebnis erlebt, dass das Servo wild zuckte oder direkt „anschlug“, weil die Stromversorgung nicht richtig ausgewählt wurde? Teilen Sie Ihre Geschichten über Autoüberschläge gerne im Kommentarbereich mit und vermeiden Sie gemeinsam Fallstricke!