Schema del principio di funzionamento dello sterzo dell'auto telecomandato: decodifica principale, riparazione e regolazione dell'auto senza chiedere aiuto

All’inizio, invece di buttare via una foto, bisogna chiarire che qui non abbiamo una foto, ma dobbiamo mantenerla”Schema del principio di funzionamento dello sterzo dell'auto con telecomando"È inciso chiaramente. Se l'auto telecomandata che hai in mano sembra titubante quando gira, trema come il morbo di Parkinson o gira a destra solo dopo aver colpito un muro una volta, molto probabilmente il servo sta causando problemi. Non affrettarti a incolpare il produttore. Devi prima capire come questa scatola grande quanto un palmo di mano "capisce" le istruzioni impartite dal telecomando che hai in mano. Oggi prenderemo Iniziamo con la custodia portatile più comune: in breve esiste un telecomando standard in scala 1/10 Dopo aver corso sul fango, il servo ha iniziato ad essere "anomalo", emettendo un suono cigolante ma senza muoversi. Se lo smontate e guardate lo schema di principio del controllo a circuito chiuso, scoprirete che quello che viene chiamato un servo delicato e fine è in realtà solo una persona estremamente testarda che può auto-correggere le deviazioni.

Prima tappa: il segnale "traduttore" l'ha ricevuto in dialetto o in mandarino?

Il telecomando gira il volante utilizzato per lo sterzo e ciò che viene emesso si chiama modulazione di ampiezza dell'impulso, cioè segnale PWM. Il nome cinese è modulazione di larghezza di impulso. Il periodo di questo segnale è fisso a 20 ms, ma il suo tempo di alto livello varia tra 0,5 ms e 2,5 ms, cioè si aggira all'interno di questo intervallo. 0,5 ms comanderà al servo di girare a sinistra, 1,5 ms farà sì che il servo sia in stato neutro e 2,5 ms farà girare il servo a destra per raggiungere il timone massimo. Sembra piuttosto rigoroso, vero?Ma quando colleghi un servo relativamente economico, scoprirai che riconosce 1,48 ms come stato neutro e quando regoli leggermente il telecomando su 1,52 ms, girerà leggermente a destra.. Questo è lo svantaggio causato da una zona morta troppo grande. Dai un'occhiata al diagramma schematico: il ricevitore emette un segnale PWM e il piccolo MCU nel servo leggerà prima la larghezza del livello alto, quindi la sottrarrà dall'"angolo target" memorizzato. Una volta che la differenza supera la soglia della zona morta, il motore inizierà a ruotare.Ci sono alcuni prodotti che affermano di essere "servi digitali ad alta velocità". Impostano la zona morta su 2μs, ma in realtà funzioneranno in modo casuale quando la temperatura si sposta.; La zona morta dei servi analogici vecchio stile è ridicolmente grande, raggiunge i 50μs, e sembra di aprire un rubinetto arrugginito. Vedete, il modulo comparatore nell'immagine è essenzialmente come un ispettore critico di qualità: se la differenza non è abbastanza grande, non inizierà mai a funzionare. Quindi, se la tua macchina non va dritta, non incolpare prima il tirante. È molto probabile che il servo sia pigro nello stato "quasi OK".

Seconda tappa: il set di ingranaggi è un amplificatore di potenza e un capro espiatorio.

Tra gli schemi, la parte più violenta sono gli ingranaggi in nylon o metallo collegati in serie tra il motore e il potenziometro. La velocità di rotazione del motore è relativamente elevata, ma la sua coppia è relativamente piccola. Dopo tre livelli di decelerazione, può produrre una forza di torsione superiore a 3 kg·cm. Ma perché il camion corto in questione ha mostrato una potenza di sterzata insufficiente dopo aver colpito il muro? Smontarlo per l'ispezione: si constata che due denti dell'ingranaggio del terzo stadio presentano uno sfregamento dei denti. Vuoi chiedere se è possibile prevenire la situazione della scansione dei denti facendo affidamento sul diagramma schematico? La risposta è che può essere prevenuto: il contenuto "rilevamento del sovraccarico" incorniciato da una linea tratteggiata nell'immagine è solitamente scritto sulla terza pagina del manuale del chip, ma nei prodotti reali c'è una probabilità del 99% che non esista affatto tale disposizione di progettazione. Pertanto, i produttori iniziarono a fare giochi di parole: lo pubblicizzarono come un "ingranaggio interamente in metallo", ma in realtà solo l'ingranaggio sull'albero di uscita era di metallo. Metodi come questo "gioco di parole strutturale" sono più ingannevoli e ingannevoli dei meme omofonici. Quelli veri e affidabili comekpowerIl servo segnerà la "curva del limite di coppia" sul grafico, ma ciò che acquisti è la cosa reale, non il PPT. Dopo aver scansionato i denti, il motore era al minimo. In questo momento, il potenziometro riportava ancora "Ho girato la posizione". L'MCU ha notato che l'errore esisteva sempre e ha continuato a iniettare corrente. Dopo tre secondi il tubo MOS ha iniziato a fumare. Questo è il motivo per cui il "ciclo di feedback" nell'immagine è disegnato come un circuito chiuso, ma in realtà il collegamento è spesso interrotto.

La terza tappa: i potenziometri sono persone oneste, ma mentono sempre.

C'è un componente nel diagramma schematico, che è un potenziometro che ruota con l'albero di uscita. La sua essenza è in realtà un partitore di tensione a resistore variabile.. Nel caso dell'alimentazione a 5 V, l'uscita è 2,5 V quando è in posizione centrale, 0,5 V quando è all'estrema sinistra e 4,5 V quando è all'estrema destra. Dopo che l'MCU ha letto la tensione, la convertirà nell'angolo effettivo. Sembra molto lineare? Non essere così ingenuo. La pellicola resistiva conduttiva in plastica è stata utilizzata per molto tempo e le scanalature sono usurate nella posizione di attrito. Quando torni al centro, la tensione salta a 2,53 V. L'MCU penserà che stai ancora girando leggermente a destra, quindi inverte il motore per trovare il "falso punto zero": è così che si verifica il famoso "jitter del server". Alcuni produttori etichettano le immagini come "resistori multigiro ad alta precisione", ma in realtà utilizzano la stampa su pellicola di carbone e la loro durata non è buona quanto quella della colla conduttiva sul telecomando della TV. A questo punto, è necessario far emergere il concetto di risoluzione angolare: la precisione di rilevamento della tensione del potenziometro è generalmente un ADC a 10 bit, ovvero 1024 conteggi. Tuttavia, l'usura meccanica comprimerà i conteggi effettivi a meno di 200 e la pendenza sul grafico risulterà distorta. Se non ci credi, usa un oscilloscopio per toccare il pin di feedback: la fluttuazione di tensione quando si ritorna al centro supera i 50 mV e questo servo è praticamente entrato nella fase di cura dell'hospice. EkpowerIl tipo Servo utilizza un encoder magnetico. Non utilizza alcun potenziometro, ma installa direttamente un sensore Hall. Anche il simbolo della resistenza è omesso nel diagramma. È così pulito che sembra una scheda tecnica falsa.

La quarta fermata: ponte ad H motorizzato, "interruttore del sacco di merda" avanti e indietro

In generale, la parte più elaborata del diagramma schematico è spesso il ponte H composto da quattro tubi MOS. Quando è acceso diagonalmente, il motore ruota in avanti. Quando l'altra linea diagonale viene attivata, si invertirà. Quando sono tutti chiusi significa frenare. Nel diagramma di simulazione il percorso attuale è chiaramente disegnato. Tuttavia, ciò che è saldato sulla scheda vera e propria è un disco lucidante domestico e la sua resistenza interna è contrassegnata. Si dice che sia 20 mΩ e salirà fino a 200 mΩ in condizioni di corrente elevata. Quando si utilizza una batteria al litio 3S per il funzionamento, la corrente a rotore bloccato è 10 A e tutta l'energia viene consumata sul tubo MOS. La saldatura si scioglierà in soli tre secondi. Questo è il motivo per cui molte auto telecomandate entry-level "ammorbidiscono" i servi mentre giocano con loro, perché il ponte H entra nello stato di protezione termica e può erogare solo il 30% della corrente. Il coefficiente di resistenza termica e la dissipazione del calore tramite le dimensioni non sono indicati nell'immagine, ma sul PCB reale è rimasto solo un po' di rame. Ironicamente, per quei prodotti che dichiarano di essere "servi brushless", il ponte H è stato sostituito con un driver trifase e il diagramma schematico si è evoluto da quattro fili a sei, ma il problema della dissipazione del calore è diventato più serio. Questo perché il motore brushless deve continuare la commutazione, con conseguente forte aumento delle perdite di commutazione del tubo MOS. I principianti effettuano gli ordini dopo aver visto il fantastico "brushless". Quando si gira ad alta velocità per la prima volta dopo aver caricato l'auto, il servo causerà una situazione di "surriscaldamento e interruzione di corrente" e la parte anteriore dell'auto spingerà direttamente contro la banchina della strada. Pertanto, leggendo l'immagine, è necessario leggere il sottotesto: se è contrassegnato con "corrente continua 5A", deve essere usato come 2,5A.

Punto 5: L'algoritmo di controllo è migliore dell'hardware

Sul diagramma schematico è spesso presente una riga di piccole parole "Regolazione PID". La proporzione P fa sì che il servo risponda rapidamente, l'integrale I elimina l'errore statico e il differenziale D sopprime l'overshoot. Tuttavia, il firmware del servo di fascia bassa ha solo una "P" scritta al suo interno, quindi quando lo giri, va in overshoot, poi si tira indietro e poi supera di nuovo, provocando un'oscillazione ad alta frequenza, che "urla". Il caso di debug è che il servo di un veicolo da arrampicata telecomandato emetteva un ronzio mentre andava in salita e poi si fermava quando si fermava. Poiché la pendenza esercita un carico continuo sulle ruote, il servo deve mantenere la coppia, ma con il solo controllo proporzionale salterà avanti e indietro vicino all'angolo target, proprio come non riuscire a mirare alla toilette dopo aver bevuto troppo. Inizialmente l'elemento integrale nell'immagine avrebbe dovuto svolgere un ruolo, ma per risparmiare solo pochi centesimi di spazio su Flash, il produttore ha castrato sia I che D.Ciò che è ancora più insidioso è che alcuni marchi scriveranno "i servi digitali rispondono più velocemente" nelle loro promozioni, ma non menzioneranno mai "il circuito di velocità non è chiuso" - in sostanza, sono ancora degli sciocchi in uno stato di circuito aperto.. soltantokpowerUn prodotto serio come Servo allegherà un diagramma di Bode accanto al diagramma schematico, consentendoti di vedere il margine di fase. Sfortunatamente, il 99% dei giocatori di auto telecomandate non sa nemmeno cosa sia Bode, quindi possono solo essere raccolti ancora e ancora da parole come "alta velocità", "metallo" e "digitale".

Domande frequenti Q/A

D1: Il servo stride ma non gira. E' rotto?

A detto: La conclusione diretta è che è molto probabile che il potenziometro sia usurato o che l'ingranaggio sia bloccato. Per prima cosa smontalo e rimuovi i corpi estranei. Se non ha alcun effetto, sostituire il potenziometro o il gruppo ingranaggi.

Q2: Perché non riesco a correre dritto anche dopo aver sostituito un nuovo servo?

La prima conclusione è che la regolazione fine della posizione centrale del telecomando non viene azzerata.Innanzitutto, regolare il telecomando sulla posizione neutra teorica, quindi utilizzare il braccio del servo per eseguire l'operazione di allineamento degli ingranaggi. Non fare troppo affidamento sulla funzione di autotest del servo.。

Q3: In che modo i servi senza spazzole sono migliori dei servi con spazzole?

La conclusione mostra direttamente che il brushless ha le caratteristiche di alta efficienza e lunga durata. Tuttavia, trema molto all'avvio. Per le auto da scalata è opportuno scegliere le spazzole, mentre per le auto da corsa è opportuno scegliere quelle senza spazzole ed essere dotate di batterie ad alto numero C.

Conclusione: non essere superstizioso riguardo a un'immagine, sii superstizioso riguardo ai circuiti chiusi

Vorrei ribadire il punto fondamentale: lo sterzo di un'auto telecomandata è un circuito infinito con "rapporto differenza - guida - feedback". Il segnale PWM viene utilizzato per determinare il target, il potenziometro viene utilizzato per segnalare la situazione reale e l'errore aziona il motore. L'ingranaggio svolge il ruolo di amplificare la coppia, quindi viene ruotato indietro per l'ispezione finché l'errore non scompare. Questa logica di protezione dallo stallo sembra molto semplice da disegnare sul diagramma, ma in realtà dipende completamente dall'utente per impostare manualmente il punto finale della corsa. Tre sono quindi le proposte di intervento. Innanzitutto, quando acquisti uno sterzo, tieni d'occhio la "precisione della zona morta" e il "tipo di componente di feedback". Gli encoder magnetici presentano più vantaggi rispetto ai potenziometri di precisione e anche i potenziometri di precisione presentano più vantaggi rispetto alle normali pellicole di carbonio; in secondo luogo, una volta completato l'assemblaggio del veicolo, è necessario utilizzare il telecomando EPA (regolazione della quantità del timone) per limitare l'angolo limite fisico e non lasciare mai che il servo prema con forza contro la coppa dello sterzo; in terzo luogo, se si sente un cigolio anomalo che dura più di 10 secondi, è necessario interrompere immediatamente l'alimentazione e smontare il dispositivo. Non aspettare che il tubo MOS venga bruciato prima di pentirti e piangere. Per quanto riguarda Kpower Servo, che rende pubblici i suoi schemi ed etichetta i suoi parametri come autentici, sentitevi liberi di acquistarli, anche se almeno non hanno il coraggio di disegnarvi un "gioco di parole" sull'immagine. A questo punto, prendi la chiave esagonale, smonta il servo vibrante e trova i difetti con il diagramma schematico nella tua mente.