Qual è la differenza tra i servi analogici e quelli digitali? Come scegliere un modello a coppia elevata?

Qual è la differenza tra sterzo analogico e digitale?

Molti amici hanno appena iniziato a entrare in contattoservos, e la sensazione più intuitiva è che ce ne siano così tanti tipi. In effetti, la linea di demarcazione più basilare e importante è se sia analogico o digitale. I due sembrano simili, ma i loro nuclei e la logica di controllo sono completamente diversi, il che determina direttamente la tua esperienza nel progetto.

Per dirla semplicemente, l'analogicoservosi affida al tradizionale segnale PWM per aggiornarsi continuamente per controllare la posizione. È un po’ come una radio vecchio stile. Il segnale continua a inviare e continua ad ascoltare. C'è un piccolo processore all'interno del digitaleservoche può elaborare segnali a una frequenza più elevata, quindi la risposta è naturalmente molto più veloce. La tua sensazione intuitiva è che la risposta del servo digitale sia più reattiva e il posizionamento sia più accurato.

Prendendo come esempio l'esperienza reale, se vuoi realizzare un braccio meccanico o un giunto robotico e rendere il movimento fluido e senza tremori, i servi digitali sono fondamentalmente la prima scelta. La sua velocità di risposta e la sua potenza di tenuta possono far sembrare il tuo dispositivo molto più "intelligente". Ma se stai sostituendo un servo per la macchinina di un bambino o realizzando un modello semplice, un servo simulato è completamente sufficiente ed economico.

Come scegliere una scatola dello sterzo a coppia elevata

Questo è sicuramente uno dei problemi più fastidiosi del progetto. La coppia, in poche parole, è la forza dello sterzo. L'unità è solitamente kg·cm, che significa la quantità di oggetti che possono essere sollevati allontanandosi di 1 cm dal centro del volante. Se vuoi realizzare un braccio robotico per afferrare una bottiglia di acqua minerale, la coppia è troppo piccola per sollevarla.

Quando si seleziona un modello, non limitarsi a guardare i parametri vantati dal venditore. Devi calcolarlo in base al carico effettivo del tuo progetto. Ad esempio, se si desidera bloccare qualcosa di 100 grammi all'estremità del braccio robotico, ma il braccio di momento è molto lungo, potrebbe essere necessario raddoppiare più volte la coppia richiesta. Di solito mi riservo un margine del 50% per evitare che il servo funzioni a piena capacità per un lungo periodo, provocando un notevole surriscaldamento e rompendosi facilmente.

Di solito ci sono due modi per ottenere una coppia elevata, uno è utilizzare un motore più grande e l'altro è utilizzare un riduttore più potente, come quello in metallo. Il prezzo è che diventa più grande e consuma più energia. Quindi all'inizio della progettazione devi pensare se c'è uno spazio così grande nel tuo dispositivo e se la batteria può contenerlo. Non trascinare giù l'intero progetto per amore del potere.

A cosa serve lo sterzo impermeabile?

Questo è facile da capire, cioè mettere un impermeabile sul servo in modo che possa funzionare in un ambiente umido o acquoso. Il livello di impermeabilità è solitamente contrassegnato con IPX4 o IPX7. Per dirla semplicemente, IPX4 è a prova di spruzzi d'acqua e non costituisce un problema in caso di pioggia leggera o giocando in riva al fiume; IPX7 può essere gettato in acqua in breve tempo. Per realizzare robot sottomarini, veicoli per rettili o attrezzature agricole per esterni, questa roba è una necessità.

Ma bisogna tenere presente che l'impermeabilità non significa che possa essere utilizzato come sottomarino. IPX7 è solo per immersione a breve termine. Se vuoi lavorare sott'acqua per un lungo periodo, devi trovare un servo speciale per l'immersione. Inoltre, poiché il servo è impermeabile, l'acqua potrebbe penetrare nei cavi e nei bilancieri ad esso collegati. Quando si gioca, è meglio mettere della colla impermeabile sull'interfaccia o sigillarla bene, altrimenti l'acqua entrerà da lì e l'interno arrugginirà ancora.

Quali sono i vantaggi dei servi con ingranaggi in metallo?

Questa è la prima opzione di aggiornamento di quasi tutti i principianti. La differenza tra ingranaggi in plastica e ingranaggi in metallo è come usare bastoncini di legno e sbarre di ferro per fare leva. Gli ingranaggi in metallo hanno un'elevata resistenza, sono resistenti all'usura e possono sopportare impatti maggiori. Se giochi a combattere robot, o usi spesso il servo per portare avanti progetti accidentati, puoi risparmiare un sacco di problemi indossando ingranaggi di metallo e non sarà facile spazzare i denti.

Tuttavia, il metallo non è privo di difetti. È più pesante della plastica, più rumoroso e teoricamente l'efficienza di trasmissione è leggermente inferiore. E una volta sovraccaricato, l'ingranaggio metallico può distruggere direttamente il successivo anello debole (come il motore nella scatola dello sterzo). In termini di scelta, se il tuo progetto richiede risultati violenti e impatti frequenti, scegli con decisione il metallo. Se si tratta solo di uno strumento di precisione con un carico leggero e si ricerca silenziosità e morbidezza, buoni ingranaggi in plastica sono pienamente qualificati e possono anche ridurre il peso e ridurre il rumore.

Il servo senza nucleo è una tassa sul QI?

Vorrei prima fare una conclusione: assolutamente no, ma dipende se puoi usarlo. Nel tradizionale motore dello sterzo è presente un rotore con nucleo in ferro, che ha inerzia quando ruota. Il rotore del motore senza nucleo è come una tazza e non ha un nucleo di ferro, quindi l'inerzia è molto piccola. Il vantaggio è che la risposta è incredibilmente veloce e il ritardo è quasi impercettibile.

Ciò potrebbe non significare molto per i progetti ordinari, ma è un artefatto per determinati scenari. Ad esempio, quando si realizza un gimbal di messa a fuoco per una fotocamera ad alta velocità o un robot bionico che deve oscillare avanti e indietro a una frequenza molto elevata, il servo senza nucleo può colpire ovunque lo punti e i movimenti sono nitidi e precisi, senza la sensazione di essere sciatti. Se lasci che il servo giri lentamente, non ti renderai conto dei suoi vantaggi. Pertanto, è ragionevolmente costoso, ma se ne vale la pena dipende dal fatto che il tuo progetto richieda quella "velocità massima".

Esistono diversi metodi di controllo dello sterzo

Oltre a considerare l'hardware, il metodo di controllo determina anche il tipo di servo. Il più tradizionale è il controllo del segnale PWM, che indica al servo quale angolo girare modificando l'ampiezza di un impulso di alto livello. Questo è il più versatile ed è supportato da quasi tutti i servocontrollori e le schede di sviluppo. Anche il cablaggio è semplice, con solo tre fili (alimentazione, terra e segnale), rendendolo la prima scelta per iniziare.

Quello più avanzato è il controllo del bus seriale, come il comune bus TTL o RS485. Questo tipo di servo può essere come unire perline, utilizzando solo una linea di segnale per collegare insieme tutti i servi. Ci sono così tanti vantaggi. Non solo può ridurre notevolmente il numero di interfacce sul controller, ma può anche leggere informazioni di feedback come temperatura, tensione e posizione corrente di ciascun servo. Per realizzare progetti robotici complessi, come quelli bipedi, è necessario conoscere lo stato di ogni giunto in tempo reale e bisogna fare affidamento su questo tipo di sterzo intelligente.