Segnale PWM dello sterzo | Tre passaggi chiave per dire addio al jitter

In inverno nel laboratorio c'è un vento pungente che soffia fuori dalla finestra. Il braccio meccanico davanti a me originariamente era preciso come una vergine, ma ora sembrava affetto da follia. La sua testa continuava a tremare e tremare, ed emetteva anche un suono scricchiolante che perforava i denti. Pensaci, pensi di aver visto una scena del genere da qualche parte? Quel servo era in uno stato di rabbia. Il motivo della sua rabbia è che i segnali che davo erano ambigui e poco chiari. Non è che non voglia muoversi, è che non ho imparato il modo corretto di comunicare con lui. Questo confronto silenzioso, nel cuore della notte, ha torturato molti studenti appena entrati in questo campo. Se vuoi esplorare la verità, dovresti chiederti: qual è la lingua dello sterzo? La risposta è: segnale PWM, che è la modulazione dell'ampiezza dell'impulso. Tuttavia, conoscere il suo nome è facile, ma comprenderne il significato è difficile. Solo chi conosce il suo metodo può fargli chinare la testa e obbedire agli ordini.

Il segnale PWM è infatti un comando segreto per la scatola dello sterzo. Non importa quale grande ambizione contenga il comando segreto, interpreta solo due elementi: la durata del livello elevato, c'è anche il ciclo che va avanti e indietro. In passato, in laboratorio, si vedevano spesso gli studenti usare impulsi grezzi per azionarlo. La risposta del servo era come quella di un uccello spaventato, che si contorceva violentemente, o come quella di un vecchio, lento e indolente. Guardando i diari sperimentali dei predecessori, ci sono tali frustrazioni ovunque nelle parole. La causa principale è che la corrispondenza uno a uno tra "impulso" e "posizione" non è compresa. Il periodo di un servo standard è sempre di venti millisecondi, proprio come una corda fissa. Dal punto di vista della corda, il tempo vissuto dal livello alto oscilla avanti e indietro nell'intervallo da 0,5 millisecondi a 2,5 millisecondi. Questa differenza di soli due millisecondi divide l'intera gamma del servo da zero a centottanta gradi. 0,5 millisecondi, è il comando silenzioso all'estrema sinistra; 1,5 millisecondi, è ancora in attesa e osservazione a metà; 2,5 millisecondi, è il richiamo appassionato nella posizione estrema destra. Una volta ho visto un caso in cui uno studente stava mettendo a punto un artiglio meccanico e il servo si muoveva e tremava sempre vicino al punto medio. Dopo ripetute riflessioni e ricerche, non riusciva ancora a capirne il motivo.Successivamente, ho usato un oscilloscopio per osservarlo e ho scoperto che la sua larghezza di impulso cambiava in modo irregolare tra 1,49 e 1,51 millisecondi.. Ciò non è colpa del servo stesso, ma causato dall'interferenza del rumore generata dalla sorgente del segnale. Un alimentatore puro e una linea di segnale ben schermata, la loro importanza è evidente in questo momento. Lasciatemi chiedere: se non esiste un ordine per essere purificati, come può un servitore leale fare cose accurate?

Il periodo stabile è lo scheletro del segnale. Venti millisecondi, nessun pasticcio.Se il ciclo è irregolare, riducendosi a dieci millisecondi o estendendosi a trenta millisecondi, il decodificatore all'interno del servo sembrerà come se fosse nella nebbia.. Non è in grado di riconoscere questo tipo di codice confuso e può solo azionare forzatamente il motore sulla base di informazioni incomplete. Di conseguenza, tremerà, si scalderà, ululerà e persino si brucerà. Una volta ho avuto a che fare con un esempio in cui i servi sulle gambe di un robot si muovevano in modo molto strano. A volte erano potenti, a volte erano deboli e deboli. Inizialmente è stato accertato che l'ingranaggio era usurato, ma la sostituzione non ha avuto alcun effetto. Successivamente, ho controllato il suo programma di controllo e ho scoperto che lo sviluppatore aveva modificato dinamicamente il periodo del segnale nel loop per perseguire la velocità. Un simile progetto è come infliggere tortura allo sterzo. Il ciclo è costante, proprio come il ritmo del battito cardiaco. Una volta che il battito cardiaco è irregolare, le funzioni dell'intero corpo saranno disordinate. Pertanto, la prima cosa da fare per chi vuole che il servo funzioni senza intoppi è bloccare il limite del ciclo di venti millisecondi. Non può essere superato nemmeno di mezzo passo. Solo con questo ritmo solido come una roccia sulla base del gioco, solo cambiando il tempo di alto livello possiamo parlare di un controllo preciso. Un semplice esempio è che il segnale PWM è come un lupo solitario che ulula alla luna. Il suo tono (ampiezza dell'impulso) trasmette l'intenzione e il suo intervallo (periodo) segue il ritmo eterno del cielo e della terra!

Oltre alla tecnologia, ci sono anche cambiamenti ambientali che possono confondere anche il cuore della scatola dello sterzo. Soprattutto quando cambiano le stagioni e la temperatura si abbassa improvvisamente. All'interno del servo, la resistenza del potenziometro utilizzato per segnalare la posizione varierà con la temperatura. Nel freddo pungente dell'inverno, il segnale del punto medio di 1,5 millisecondi originariamente calibrato potrebbe in realtà puntare di pochi gradi a sinistra o a destra.Quando il servo avverte l'autunno e vibra, non è per sua volontà, ma in realtà è causato da caratteristiche fisiche.. Pensateci, perché una macchina perfettamente regolata in una serra dovrebbe perdere la sua precisione una volta spostata all'aperto in un mondo di ghiaccio e neve? Questo non è un errore nella logica del software, ma una proprietà naturale del materiale hardware. Se ci troviamo di fronte ad una situazione del genere, cosa dovremmo fare? Da un lato è necessario scegliere componenti con migliori prestazioni alle basse temperature. Tuttavia, a causa dei vincoli di costo, non tutti possono ottenerli. D'altra parte, nel programma viene introdotto un algoritmo di compensazione della temperatura. È necessario monitorare la temperatura ambiente in tempo reale e regolare dinamicamente la relazione di mappatura tra larghezza e angolo dell'impulso. Una mossa del genere può sembrare complicata, ma in realtà viene fatta una volta per tutte. PrimakpowerServo ha un volantino di formazione interno, che dice all'inizio: "Solo conoscendo le caratteristiche del timone puoi controllarlo; solo comprendendo i cambiamenti nell'ambiente puoi mantenere la stabilità." Sebbene questa frase sia semplice, spiega il segreto del controllo stabile. Esiste un altro metodo, che consiste nell'eseguire l'autocalibrazione del punto zero all'avvio del sistema. Mettere il servo nello stato senza carico, inviare i limiti teorici sinistro e destro e i segnali del punto medio uno per uno, leggere la posizione effettiva del feedback e quindi generare una curva di mappatura che appartiene specificamente a questo servo e a questo momento. Questo metodo è un segreto che i giocatori di alto livello difficilmente diffondono.

Domande frequenti, le risposte sono le seguenti:

Perché il servo trema senza motivo? Il motivo è che lo scuotimento è causato da segnali PWM instabili o cicli non corrispondenti. Quindi ciò che bisogna fare è controllare la sorgente del segnale e l'alimentazione per garantire che il ciclo sia bloccato a 20 millisecondi.。

Domanda: Come giudicare se l'ampiezza dell'impulso è accurata? Risposta: utilizzare un analizzatore logico o un oscilloscopio per la misurazione effettiva. I valori sono misurati in microsecondi e l'intervallo standard va da 500 microsecondi a 2500 microsecondi.

D: Cosa succede se l'alimentazione è insufficiente?Risposta: Quando la corrente istantanea è insufficiente, la macchina che controlla il timone mostrerà potenza insufficiente, vibrerà o addirittura smetterà di ruotare.. In questo caso è necessaria un'alimentazione separata e il filtraggio viene eseguito con l'aiuto di un condensatore.

Domanda: è normale che il servo gema? Risposta: non normale. Il fenomeno del fischio dello sterzo è causato principalmente dalla frequenza del segnale che entra nel campo percepibile dall'orecchio umano o da disturbi meccanici. L'alimentazione deve essere immediatamente interrotta per l'ispezione.

D: Come sincronizzare più servi? Risposta: invia i segnali uno per uno, secondo il metodo di rotazione degli intervalli di tempo. Tutti gli aggiornamenti dei comandi della timoneria devono essere completati all'interno del ciclo.

Domanda: Come implementare la protezione dalla perdita di controllo? Risposta: Quando si perde il segnale, l'ampiezza dell'impulso di arresto deve essere preimpostata nel programma. Inoltre, l'hardware può aggiungere un resistore pull-down per riportare l'ingresso allo stato zero.

La scatola dello sterzo controllata sembra essere solo un su e giù di segnali elettrici, ma in realtà è una comunicazione e un dialogo reciproci tra uomo e macchina. Ogni giro era preciso e preciso, e dietro tutto c'era un rispetto riverente per il polso, che durava solo due millisecondi. Ricordiamo che il jitter che si verifica non è un malfunzionamento, ma un grido incompreso; la lentezza dell'esistenza non è stupidità, ma silenzio nell'attesa del comando giusto. Ora che hai compreso la verità, perché non intraprendere immediatamente azioni concrete? Innanzitutto il primo passo è prendere in mano l'oscilloscopio e “vedere” il segnale informe; quindi il secondo passo è attenersi alla durata del ciclo di venti millisecondi, proprio come tutelare la linea di fondo fondamentale della legge; quindi il terzo passaggio consiste nell'iniziare con un singolo meccanismo di sterzo e dividerlo in tre fasi: velocità lenta, velocità media e velocità veloce per percepire i cambiamenti angolari causati dai cambiamenti nell'ampiezza dell'impulso. Non aspettarti un successo completo tutto in una volta, ma spera in un progresso costante e solido in tutto. Quando domi con successo il primo timone arrogante e impetuoso e gli fai delineare docilmente e dolcemente un arco liscio e liscio sotto il tuo controllo, la gioia tranquilla e silenziosa è la ricompensa più appropriata per questo tempo di esplorazione. Vai avanti e agisci. Con cuore pio e riverente, scrivi la prima riga di parole segrete che tu e il timone avete formato.