De quanta corrente o servo MG996R precisa? Escolha a fonte de alimentação certa e evite armadilhas

Muitos amigos encontraram uma situação tão embaraçosa ao jogar robôs ou projetos DIY: o tabuleiro reinicia assim que oservose move depois que os fios são conectados, ou oservosimplesmente não responde. Oitenta por cento desses problemas são causados ​​pela falha da fonte de alimentação. Hoje falaremos sobre esse clássicoservo, com que corrente ele funciona e como escolher um "pacote de energia" confiável para ele.

Qual é a corrente de trabalho?

A corrente operacional não é um valor fixo, é mais como um intervalo variável. Quando inativo, ele realmente economiza energia. A corrente geral é de cerca de 200 a 400 miliamperes, ou seja, 0,2 a 0,4 amperes. Neste momento, ele gira com muita facilidade e não há carga, então a demanda atual não é grande e muitas fontes de alimentação básicas podem lidar com isso.

Mas assim que ele começar a funcionar, como se você o usasse para acionar o grande braço de um robô ou controlar a direção de um modelo um tanto pesado, sua demanda atual disparará instantaneamente. A corrente operacional normal está normalmente entre 800 miliamperes e 1 ampere. Se você quiser maximizar seu “poder”, então você deve olhar para seu “poder explosivo”.

Quanto é a corrente do rotor bloqueado?

Uma palavra deve ser destacada aqui: corrente parada. Este é o momento em que o servo está com mais “fome”. Você pode imaginar que está empurrando uma caixa que não pode ser empurrada com toda a sua força e que todos os músculos do seu corpo estão tensos. Quando o volante está preso ou a carga é muito pesada e não consegue girar, sua corrente aumentará instantaneamente para 2,5 amperes, ou mesmo atingirá 2,8 a 3 amperes em um curto período de tempo.

Isto não é para assustar as pessoas. Muitos dos projetos dos meus amigos falharam durante ações-chave porque não levaram em conta o “impacto atual” neste momento. Se a sua fonte de alimentação só puder produzir 1A de forma estável, a tensão será instantaneamente reduzida no momento da parada, resultando em fornecimento de energia insuficiente para a placa de controle e uma reinicialização direta. Portanto, compreender esse pico é fundamental.

Como estimar a corrente real

Você deve querer perguntar: quanto devo projetar a fonte de alimentação quando realmente a uso? Aqui está um método mais seguro: não olhe apenas para a corrente média de um único servo, observe a soma dos valores de pico que todos os servos do projeto podem atingir ao mesmo tempo. Por exemplo, se você construir um robô de quatro patas e usar 8 deles, é impossível que eles parem ao mesmo tempo, mas é preciso considerar os movimentos mais extremos.

A ideia usual de estimativa é reservar 1,5 a 2 amperes de capacidade de pico para cada servo. Mas se você estiver usando uma placa de controle de servo com um grande número de canais, e é comum que vários servos operem ao mesmo tempo, então a corrente total é melhor projetada de acordo com a soma das "correntes máximas de operação" de todos os servos. Por exemplo, para 8 servos, prepare a fonte de alimentação com um valor de pico de 8 a 10 amperes, para garantir que nada dê errado.

Mal-entendidos comuns ao escolher uma fonte de alimentação

Uma armadilha comum para muitos novatos é usar diretamente o pino de 5V na placa de desenvolvimento para alimentar o servo. Temos que deixar isso claro, não faça isso! O chip de energia na placa de desenvolvimento geralmente pode fornecer apenas algumas centenas de miliamperes de corrente. Se você conectar um, se ele se mover levemente, a placa terá que reiniciar, podendo até queimar a porta USB do seu computador.

A abordagem correta é: deixe a fonte de alimentação funcionar separadamente. O servo deve ser conectado a uma fonte de alimentação externa com energia suficiente, como usando um módulo estabilizador de tensão com um adaptador de 12V ou usando 2 a 3 baterias de lítio 18650 conectadas em série. Em seguida, conecte o fio terra do servo e o fio terra da placa de controle para garantir que a referência do sinal seja consistente. Isso é seguro e estável.

O que você diz sobre os dados reais medidos?

Vamos fazer algo pesado. Se você tiver um multímetro ou um alicate de corrente em mãos, poderá testá-lo você mesmo. No estado sem carga, a leitura do amperímetro será estável em cerca de 0,2A. Ao dar um comando para girá-lo rapidamente, você verá a corrente saltar de 0,8A para 1A instantaneamente. Neste momento, se você segurar o volante com a mão, o ponteiro do amperímetro subirá imediatamente, ultrapassando diretamente 2A.

O que isto significa? A resposta instantânea é muito sensível e a corrente flutua muito. Para projetos que buscam desempenho e estabilidade máximos, como robôs de competição e modelos de nível industrial, além de observar a corrente, a velocidade de resposta da fonte de alimentação também deve ser considerada. Um módulo estabilizador de tensão de alta qualidade que possa responder rapidamente a mudanças na corrente às vezes é mais importante do que simplesmente uma corrente alta.

Impacto na vida útil da caixa de direção

Fornecer corrente suficiente não é apenas fazer o leme se mover, mas também fazê-lo “viver” por um longo tempo. Se você pensar bem, se a fonte de alimentação for insuficiente e o servo ficar no estado "não cheio" por muito tempo, o motor e o chip do driver dentro dele terão que lutar o tempo todo, o que aumentará o desgaste e gerará mais calor. Quando a temperatura está alta, a resistência das engrenagens de plástico dentro da caixa de direção diminuirá e as engrenagens parecerão vazias ou até mesmo com dentes varridos.

Pelo contrário, quando você fornece uma fonte de alimentação bem reservada, ele se moverá de maneira nítida e organizada todas as vezes, o motor não reterá sua força e o circuito interno ficará mais estável. Portanto, quando investimos em uma boa fonte de alimentação, estamos na verdade investindo na vida útil da caixa de direção. Muitas vezes o mecanismo de direção quebra rapidamente, não por causa da má qualidade, mas porque não lhe damos “comida” suficiente.

Você já se deparou com a experiência embaraçosa do servo se contorcendo descontroladamente ou "atacando" diretamente porque a fonte de alimentação não foi selecionada corretamente? Bem-vindo a compartilhar histórias de capotamento de seu carro na área de comentários e vamos evitar armadilhas juntos!