Que dois-je faire si la tension du servo est insuffisante ? 3 conseils pour résoudre le problème de gigue et de faiblesse

Pendant que vous jouiez, le robot a soudainement développé la maladie de Parkinson et ses bras ont continué à trembler. Et la roue devient molle après avoir tourné pendant un certain temps. Même les mouvements de réinitialisation les plus simples ont commencé à provoquer des contractions. Avez-vous déjà rencontré une chose aussi étrange ? La première réaction du contrôleur de tension est-elle que « l'appareil à gouverner est cassé » ? Attendez, ne le jetez pas encore. Dans la plupart des cas, cette chose n'est pas endommagée du tout, elle crie simplement de sa propre vie : "J'ai faim ! La tension n'est pas suffisante !".

Croyez-le ou non, prenons comme exemple le servo 7,4 V extrêmement courant. Combien de personnes ont branché distraitement une banque d’alimentation USB 5 V pour s’alimenter ? Les données ne mentent pas : lorsque la tension d'entrée est inférieure de 15 % à la tension nominale, le couple de sortie du servo chutera fortement de plus de 40 %. En d’autres termes, le bras robotique qui était à l’origine capable de soulever deux bouteilles d’eau minérale est désormais incapable de tenir une baguette. Cette situation n’est pas un dysfonctionnement, mais une gifle provoquée par les lois de la physique.

Voici la question :Pourquoi une tension insuffisante rend-elle le servo « fou » ?

En regardant le démontage, l'intérieur du servo est en fait un petit moteur plus un réducteur et une carte de commande.La carte de commande doit stabiliser la tension pour traiter correctement le signal PWM, et le moteur est un « tigre électrique ». Le courant au démarrage est 3 à 5 fois supérieur à celui du fonctionnement normal.。Si l'alimentation électrique ne peut pas suivre et que la tension est instantanément réduite, la carte de commande devra constamment se réinitialiser et essayer de se repositionner.. Donc ce que vous voyez c'est : des tremblements, de la faiblesse, des balancements d'avant en arrière, ou même aucun mouvement du tout. Le moniteur de tension montre clairement qu'il s'agit d'un "syndrome de faim d'énergie" typique, qui est le même que la folle fenêtre pop-up lorsqu'il reste 1% de batterie d'un téléphone portable.

Ne pensez pas qu'il s'agit d'un problème technique haut de gamme. Jetez un œil à quelques cas de rollover courants :

Dans le projet A, lorsque le robot à six pattes était directement connecté à la batterie externe via un câble USB, le robot restait instable. La sortie de la batterie externe était de 5 V/1 A, et le robot à six pattes devait piloter 18 servos en même temps. Le courant instantané dépassait 6A, faisant chuter la tension directement à 3,8V. En conséquence, l’insecte s’est effondré en un morceau de gâteau.

• Projet B : La batterie au lithium 3S utilisée pour le servo 12 V a une tension nominale de 11,1 V, ce qui est plutôt agréable en utilisation réelle : lorsque la batterie est complètement chargée et que la tension est de 12,6 V, l'ensemble du fonctionnement est normal. Cependant, une fois que la puissance chute à 11 V, les contractions commencent. Avec seulement une différence de tension de 1,5 V, le couple est réduit de 35 %, de sorte que le bras robotique ne peut même pas supporter son propre poids.

• Projet C : Le fil de la batterie de mauvaise qualité est connecté au fil du servo. Il existe des cas où le fil est long et fin. Plus précisément, le fil 22AWG d'un mètre de long présente une chute de tension allant jusqu'à 0,3 V à un courant de 2 A. Pour un micro servo de 3,7 V, cette perte de tension de 10 % suffit à doubler la vitesse de réponse.

Alors voici la solution pure.

La première étape consiste à régler les comptes.Vous devez sortir votre calculatrice et compter les servos qui fonctionnent en même temps dans le projet. Combien y en a-t-il au maximum ? Vous devez également savoir quel est le courant de rotor bloqué de chaque servo.. Le moniteur de tension ne peut pas être jugé au toucher. Le courant d'un servo à couple standard est généralement compris entre 0,5 et 1,5A, et le courant d'un gros servo peut atteindre 3 à 5A. Multipliez le courant total requis par un facteur de sécurité de 1,5 et vous obtenez la limite de courant inférieure que l'alimentation doit atteindre.

Le deuxième geste : échanger du sang. Donnez au servo une solution d'alimentation "bien alimentée".

2 à 5 petits servos : directement alimentés par des batteries au lithium 2S ou 3S, faites attention à l'adaptation de tension

Préparez six à douze servos de taille moyenne et installez-y un BEC (module de stabilisation de tension) pour stabiliser la batterie haute tension à la tension précise requise par les servos.

Plus de 12 servos ou plus : connectez directement l'alimentation stabilisée en tension réglable et abandonnez la solution de batterie

La troisième astuce : réaliser une prise de muscle. Sur la ligne électrique de chaque servo, connectez en parallèle un condensateur de plus grande capacité. La capacité de ce condensateur est comprise entre 470μF et 2200μF. Ces condensateurs sont comme des micro-réservoirs. Au moment où l'appareil à gouverner est démarré, la valeur maximale du courant est « temporairement déchargée » pour compléter la valeur maximale du courant, empêchant ainsi l'effondrement de la tension. Les données expérimentales montrent que lorsqu'un condensateur de 1 000 μF est ajouté, la fluctuation de tension peut être réduite de ± 30 % à ± 8 %.

Il existe un autre malentendu fatal qui doit être dissipé. Une haute tension ne signifie pas que le servo est brûlé, mais une basse tension peut tuer le servo. Beaucoup de gens n'osent pas augmenter la tension car ils ont peur que le servo soit brûlé. En fin de compte, être dans un état de sous-tension pendant une longue période fait vibrer le servo à plusieurs reprises et devenir chaud, ce qui facilite la combustion de la carte de commande. La plage de tension de tenue de la plupart des servos est de plus ou moins 20 % de la tension nominale. Tout comme un servo de six volts peut supporter 7,2 volts, mais dès qu'il est inférieur à 4,8 volts, des problèmes commencent à survenir.

Heure des questions/réponses

Q : Le servo vibre dès la mise sous tension. Est-ce cassé ?

R : Tout d’abord, mesurez la tension de sortie réelle de l’alimentation. Dans la plupart des cas, la tension chute fortement en raison d'un courant insuffisant. Dans ce cas, remplacez simplement la source de courant élevé.。

Q : Pourquoi ne peut-il pas être alimenté par un chargeur de téléphone portable ?

R : Le 5 V/2 A nominal du chargeur est l'état de pointe. Sa capacité de sortie continue réelle est insuffisante et l'ondulation de tension est très importante.

Q : Quel type de condensateur parallèle dois-je choisir ?

Si la situation A existe, cela signifie des condensateurs électrolytiques en aluminium ou des condensateurs polymères à faible ESR. Les condensateurs au tantale ne sont pas recommandés en raison de leur faible capacité à résister aux chocs.

Q : Que dois-je faire si la batterie est complètement chargée et commence à trembler après avoir été utilisée pendant un certain temps ?

R : La capacité de décharge de la batterie a diminué. Soit remplacez la batterie avec un taux de décharge élevé, soit ajoutez un module de stabilisation de tension derrière la batterie.

Q : Le câble d'asservissement et le câble de commande peuvent-ils partager la même alimentation ?

R : Un moniteur de tension est un non-non absolu. Le cordon d'alimentation doit être directement connecté au servo avec un fil épais. Le fil de commande sert uniquement à transmettre des signaux et ne fournit pas d'alimentation électrique.

Avec le recul, le problème de la tension d'asservissement insuffisante est en fait un « concours de correspondance ». Si vous considérez le servo comme une bête féroce, alors vous devez fournir une puissance suffisante ; si vous nourrissez le loup avec du fourrage, mais que vous vous plaignez quand même du fait que le loup ne fait rien, cela a-t-il un sens ? Ce principe est applicable à toute marque d'appareil à gouverner, y compriskpuissanceProduits professionnels comme Servo. Le manuel du produit indique que la tension est de 6 à 8,4 V, mais vous insistez pour lui donner 5 V. S'il vibre, c'est la plus légère protestation contre vous.

Enfin, je vous donne trois suggestions qui sauvent des vies :

① Pour chaque nouveau projet, calculez d’abord le grand livre général actuel. N’attendez pas que le câblage soit fait pour composer les cours.

② Plus le cordon d’alimentation est court et épais, mieux c’est. La perte de ligne est bien plus importante que vous ne le pensez.

③ Préparez plusieurs types de condensateurs, à savoir 470 μF, 1 000 μF et 2 200 μF, et connectez-les en parallèle partout où une gigue se produit.

Rappelez-vous cette phrase, le servo ne ment pas, il tremble à cause de la faim, et il s'arrête à cause de la paralysie. La prochaine fois que votre moniteur de tension montrera que votre robot recommence à bouger comme un démon, n'accusez pas les servos de mauvaise qualité. Prenez un multimètre et mesurez la tension au niveau de l'alimentation électrique - si le chiffre clignote, ce n'est pas que le compteur est défectueux, mais que vous devez ajouter de la nourriture reconstituante en énergie à ce truc "Hercules".