Diagrama do princípio de funcionamento do volante do carro com controle remoto: decodificação do núcleo, reparo e ajuste do carro sem pedir ajuda

No início, em vez de jogar fora uma foto, precisamos deixar claro que não temos foto aqui, mas temos que manter isso “Diagrama do princípio de funcionamento do volante do carro com controle remoto"Está claramente gravado. Se o carro de controle remoto RC que você está segurando parece hesitante ao virar, treme como Parkinson ou apenas vira para a direita depois de bater em uma parede uma vez, então o servo provavelmente está causando problemas. Não se apresse em culpar o fabricante. Você deve primeiro entender como esta caixa do tamanho da palma da mão "entende" as instruções emitidas pelo controle remoto em sua mão. Hoje, vamos começar com o case portátil mais comum: existe um controle remoto padrão em escala 1/10 cartão curto. Depois de correr na lama, o servo começou a ficar "anormal", emitindo um som agudo, mas sem se mover. Se você desmontá-lo e observar o diagrama principal do controle de circuito fechado, poderá descobrir que o que é chamado de servo delicado e fino é na verdade apenas uma pessoa extremamente teimosa que pode corrigir desvios.

Primeira parada: O sinal “tradutor” o recebeu em dialeto ou mandarim?

O controle remoto gira o volante utilizado para direção, e o que é emitido é chamado de modulação por largura de pulso, ou seja, sinal PWM. O nome chinês é modulação por largura de pulso. O período deste sinal é fixado em 20ms, mas seu tempo de alto nível varia entre 0,5ms e 2,5ms, ou seja, ele vagueia dentro desta faixa. 0,5 ms comandará o servo para virar à esquerda, 1,5 ms fará com que o servo fique no estado neutro e 2,5 ms fará com que o servo vire à direita para alcançar o leme completo. Parece muito rigoroso, certo?Mas quando você conecta um servo relativamente barato, você descobrirá que ele reconhece 1,48 ms como o estado neutro, e quando você ajusta levemente o controle remoto para 1,52 ms, ele gira ligeiramente para a direita.. Esta é a desvantagem causada por uma zona morta muito grande. Dê uma olhada no diagrama esquemático: o receptor emite um sinal PWM, e o pequeno MCU no servo irá primeiro ler a largura do nível alto e, em seguida, subtraí-lo do "ângulo alvo" armazenado. Assim que a diferença exceder o limite da zona morta, o motor começará a girar.Existem alguns produtos que afirmam ser “servos digitais de alta velocidade”. Eles definem a zona morta para 2 μs, mas na verdade operarão aleatoriamente quando a temperatura variar.; A zona morta dos servos analógicos antigos é ridiculamente grande, chegando a 50μs, e é como abrir uma torneira enferrujada. Veja bem, o módulo comparador na imagem é essencialmente como um inspetor de qualidade crítico - se a diferença não for grande o suficiente, ele nunca começará a funcionar. Portanto, se o seu carro não andar em linha reta, não culpe primeiro o tirante. É mais provável que o servo esteja preguiçoso no estado "quase OK".

Segunda parada: O conjunto de engrenagens é um impulsionador de potência e um bode expiatório.

Entre os diagramas esquemáticos, a parte mais violenta são as engrenagens de náilon ou metal ligadas em série entre o motor e o potenciômetro. A velocidade de rotação do motor é relativamente alta, mas seu torque é relativamente pequeno. Após três níveis de operação de desaceleração, pode produzir uma força de torção superior a 3kg·cm. No entanto, por que o caminhão pequeno no caso mostrou potência de direção insuficiente após bater na parede? Desmonte-o para inspeção: verifica-se que dois dentes da engrenagem do terceiro estágio apresentam varredura dentária. Você quer perguntar se a situação de escaneamento dentário pode ser evitada confiando no diagrama esquemático? A resposta é que isso pode ser evitado - o conteúdo de "detecção de sobrecarga" enquadrado por uma linha pontilhada na imagem geralmente está escrito na terceira página do manual do chip, mas em produtos reais, há 99% de probabilidade de que não exista tal arranjo de design. Portanto, os fabricantes começaram a fazer jogos de palavras: anunciaram-na como uma "engrenagem toda em metal", mas na verdade apenas a engrenagem do eixo de saída era feita de metal. Métodos como esse “trocadilho estrutural” são mais enganosos e enganosos do que memes homofônicos. Os reais e confiáveis, comopotênciaO Servo marcará a "curva limite de torque" no gráfico, mas o que você compra é o produto real, não o PPT. Depois de escanear os dentes, o motor ficou parado. Neste momento, o potenciômetro ainda informava “Virei para a posição”. O MCU percebeu que o erro sempre existiu e continuou injetando corrente. Após três segundos, o tubo MOS começou a soltar fumaça. É por isso que o “ciclo de feedback” na imagem é desenhado como um ciclo fechado, mas na realidade o link é frequentemente quebrado.

A terceira parada: os potenciômetros são pessoas honestas, mas sempre mentem.

Há um componente no diagrama esquemático, que é um potenciômetro que gira com o eixo de saída. Sua essência é na verdade um divisor de tensão com resistor variável.. No caso da fonte de alimentação de 5V, a saída é de 2,5V quando está na posição intermediária, 0,5V quando está na extremidade esquerda e 4,5V quando está na extremidade direita. Depois que o MCU ler a tensão, ele a converterá no ângulo real. Parece muito linear? Não seja tão ingênuo. O filme plástico do resistor condutor é usado há muito tempo e as ranhuras estão desgastadas na posição de fricção. Ao retornar ao centro, a tensão salta para 2,53V. O MCU pensará que você ainda está girando ligeiramente para a direita, então ele inverte o motor para encontrar o “falso ponto zero” – é assim que ocorre o famoso “jitter do servidor”. Alguns fabricantes rotulam "resistores multivoltas de alta precisão" nas imagens, mas na verdade eles usam impressão de filme de carbono e sua vida útil não é tão boa quanto a cola condutora no controle remoto da TV. Neste momento, o conceito de resolução angular precisa ser destacado: a precisão de detecção de tensão do potenciômetro é geralmente um ADC de 10 bits, que é de 1024 contagens. Contudo, o desgaste mecânico comprimirá as contagens efetivas para menos de 200 e a inclinação do gráfico ficará distorcida. Se você não acredita, use um osciloscópio para cutucar o pino de feedback: a flutuação de tensão ao retornar ao centro ultrapassa 50mV, e este servo basicamente entrou no estágio de cuidados paliativos. epotênciaO tipo Servo usa um codificador magnético. Ele não desenha nenhum potenciômetro, mas instala diretamente um sensor Hall. Até o símbolo da resistência é omitido no diagrama. É tão limpo que parece uma folha de dados falsa.

A quarta parada: ponte H acionada por motor, "interruptor de lixo" de avanço e ré

De modo geral, a parte mais sofisticada do diagrama esquemático costuma ser a ponte H composta por quatro tubos MOS. Quando é ligado diagonalmente, o motor gira para frente. Quando a outra linha diagonal estiver ativada, ela será revertida. Quando estão todos fechados, significa travar. No diagrama de simulação, o caminho atual está claramente desenhado. No entanto, o que é soldado na placa real é um disco de polimento doméstico, e sua resistência interna está marcada. Diz-se que é de 20mΩ e aumentará para 200mΩ em condições de alta corrente. Quando você usa uma bateria de lítio 3S para operação, a corrente do rotor travado é 10A e toda a energia é consumida no tubo MOS. A solda derreterá em apenas três segundos. Esta é a razão pela qual muitos carros de controle remoto básicos "suavizam" os servos enquanto brincam com eles, porque a ponte H entra no estado de proteção térmica e só pode produzir 30% da corrente. O coeficiente de resistência térmica e a dissipação de calor via tamanho não são informados na imagem, mas a placa de circuito impresso real resta apenas um pouco de cobre. Ironicamente, para os produtos que afirmam ser "servos sem escova", a ponte H foi substituída por um driver trifásico e o diagrama esquemático evoluiu de quatro para seis fios, mas o problema de dissipação de calor tornou-se mais sério. Isso ocorre porque o motor sem escova precisa continuar a comutação, resultando em um aumento acentuado nas perdas de comutação do tubo MOS. Os novatos fazem pedidos depois de ver o legal "sem escova". Quando você vira em alta velocidade pela primeira vez após carregar o carro, o servo causará uma situação de "superaquecimento e queda de energia", e a frente do carro será empurrada diretamente para o acostamento da estrada. Portanto, ao ler a imagem, é preciso ler o subtexto: se estiver marcado com “corrente contínua 5A”, deve ser usado como 2,5A.

Parada 5: O algoritmo de controle é melhor que o hardware

Freqüentemente, há uma linha com pequenas palavras "Ajuste PID" escrita no diagrama esquemático. A proporção P faz com que o servo responda rapidamente, a integral I elimina o erro estático e o diferencial D suprime o overshoot. No entanto, o firmware do servo low-end tem apenas um "P" escrito nele, então quando você o gira, ele ultrapassa, depois recua e, em seguida, ultrapassa novamente, resultando em oscilação de alta frequência, que é "gritante". O caso de depuração é que o servo de um veículo de escalada com controle remoto emitia um zumbido quando subia uma colina e depois parava quando parava. Como a inclinação exerce uma carga contínua nas rodas, o servo precisa manter o torque, mas com controle apenas proporcional, ele saltará para frente e para trás próximo ao ângulo alvo, assim como deixar de mirar no vaso sanitário depois de beber demais. O item integral na imagem deveria originalmente desempenhar um papel, mas para economizar apenas alguns centavos de espaço no Flash, o fabricante castrou I e D.O que é ainda mais insidioso é que algumas marcas escrevem “servos digitais respondem mais rápido” em suas promoções, mas nunca mencionam “o circuito de velocidade não está fechado” – em essência, elas ainda são tolas em um estado de circuito aberto.. apenaspotênciaUm produto sério como o Servo anexará um diagrama de Bode próximo ao diagrama esquemático, permitindo que você veja a margem de fase. Infelizmente, 99% dos jogadores de carros com controle remoto nem sabem o que é Bode, então só podem ser colhidos repetidamente por palavras como “alta velocidade”, “metal” e “digital”.

Perguntas frequentes Perguntas/Respostas

Q1: O servo range, mas não gira. Está quebrado?

A disse: A conclusão direta é que é muito provável que o potenciômetro esteja gasto ou a engrenagem esteja presa. Primeiro desmonte-o e remova o material estranho. Se não surtir efeito, substitua o potenciômetro ou o conjunto de engrenagens.

Q2: Por que não consigo correr em linha reta mesmo depois de substituir um novo servo?

A primeira conclusão é que o ajuste fino da posição intermediária do controle remoto não é zerado.Primeiro, ajuste o controle remoto para a posição neutra teórica e, em seguida, use o braço servo para realizar a operação de alinhamento da engrenagem. Não confie muito na função de autoteste do servo.。

Q3: Como os servos sem escova são melhores do que os servos com escova?

A conclusão mostra diretamente que o brushless possui características de alta eficiência e longa vida útil. Porém, treme muito na inicialização. Para carros de escalada, você deve escolher escovas, enquanto para carros de corrida, você deve escolher aquelas sem escova e estar equipadas com baterias de alto número C.

Final: Não seja supersticioso com uma imagem, seja supersticioso com circuitos fechados

Deixe-me reiterar o ponto central: a direção de um carro com controle remoto é um loop infinito com "diferença de proporção - direção - feedback". O sinal PWM é usado para determinar o alvo, o potenciômetro é usado para relatar a situação real e o erro aciona o motor. A engrenagem desempenha o papel de amplificar o torque e depois é girada para inspeção até que o erro desapareça. Essa lógica de proteção contra travamento parece muito fácil de desenhar no diagrama, mas na realidade depende totalmente de você definir manualmente o ponto final do curso. Portanto, há três sugestões de ação. Primeiro, ao comprar uma caixa de direção, fique de olho na “precisão da zona morta” e no “tipo de componente de feedback”. Os codificadores magnéticos têm mais vantagens do que os potenciômetros de precisão, e os potenciômetros de precisão também têm mais vantagens do que os filmes de carbono comuns; segundo, após a conclusão da montagem do veículo, eles devem usar o EPA do controle remoto (ajuste da quantidade do leme) para limitar o ângulo limite físico e nunca deixar o servo pressionar com força contra o copo de direção; em terceiro lugar, se você ouvir um rangido anormal que dure mais de 10 segundos, você deve desligar imediatamente a fonte de alimentação e desmontá-la. Não espere até que o tubo MOS queime antes de se arrepender e chorar. Quanto ao Kpower Servo, que torna seus esquemas públicos e rotula seus parâmetros como genuínos, fique à vontade para comprá-los - mesmo que eles pelo menos não tenham coragem de fazer um “trocadilho” na imagem para você. Neste momento, pegue sua chave hexagonal, desmonte o servo trêmulo e encontre falhas no diagrama esquemático em sua mente.