Precauciones al utilizar servos de robot: la fuente de alimentación inestable provocará agotamiento; estos errores deben evitarse

jugando con el robotservoParece sencillo a primera vista, pero en el funcionamiento real puede resultar problemático si se utiliza en el lugar equivocado. Elservopuede vibrar y no funcionar, o puede humear y quemarse. En este caso se desperdicia dinero. Especialmente para aquellos que quieren innovar un producto, si no entienden el "temperamento" delservo, el proyecto fácilmente se atascará a mitad de camino y no podrá avanzar sin problemas.

Hoy hablaremos en profundidad sobre las cosas a las que se debe prestar atención al usar servos, para ayudar a todos a evitar estos errores fáciles, para que todos puedan sentirse más cómodos al usar servos, evitar pérdidas innecesarias por falta de comprensión y así llevar a cabo la innovación de productos y otros trabajos relacionados con los servos con mayor fluidez.

¿Qué pasará si el suministro de energía al mecanismo de dirección es inestable?

El mecanismo de dirección es esencialmente un gran consumidor de energía, especialmente en el momento del arranque y la parada, la demanda actual se disparará. Muchos amigos usan directamente el pin de 5V en la placa de desarrollo para alimentar el servo, solo para descubrir que el servo no tiene energía o vibra aleatoriamente. En realidad, esto se debe a que el chip estabilizador de voltaje de la placa de desarrollo no puede suministrar energía y el voltaje se reduce instantáneamente.

El impacto más directo de este suministro de energía inestable es que el control de posición del mecanismo de dirección no funcionará correctamente. Originalmente se suponía que el servo giraba 45 grados, pero en realidad solo se movía 30 grados. Lo que es más grave es que cuando el servo está en un estado de funcionamiento con bajo voltaje, provocará que el motor interno y el chip del controlador se sobrecalienten. Si continúa por mucho tiempo, estos componentes se quemarán. Por lo tanto, es necesario preparar una fuente de alimentación independiente para el mecanismo de dirección, como una batería de litio o una fuente de alimentación conmutada confiable.

¿Cómo juzgar si el par del mecanismo de dirección es suficiente?

Al elegir un servo, los datos de "par" escritos en el paquete son los más confusos. Algunos servos están marcados con 15 kg, pero en uso real ni siquiera pueden levantarse con un poste de luz. Aquí depende de las condiciones de prueba del par y de cuánto voltaje se utiliza para medirlo. La diferencia de par entre 4,8 V y 6 V puede ser del 30%.

Un enfoque más práctico es estimar cuánta fuerza requerirá su brazo o rueda robótica. Primero puede hacer un modelo simple, estimar la longitud del brazo de momento y el peso de la carga, y luego dejar un margen de 1,5 a 2 veces. Al comprar un servo, intente encontrar fabricantes que proporcionen curvas de par en lugar de simplemente mirar un número de par máximo.

Cómo resolver el problema de la vibración del servo.

Una vez instalado el servo, temblará ligeramente antes de enviar una señal, o no girará suavemente y se atascará uno tras otro. Generalmente hay dos razones para esto. Uno es el problema de suministro de energía mencionado anteriormente y el otro es la interferencia en la línea de señal. Si la señal PWM del servo está sujeta a interferencias electromagnéticas, se perderá la precisión del control.

Para resolver el problema de la fluctuación, primero conecte un condensador grande en paralelo a ambos extremos de la fuente de alimentación, como un condensador con un valor que oscila entre 470 microfaradios y 1000 microfaradios, que puede absorber eficazmente los picos de corriente. En segundo lugar, para las líneas de señal del mecanismo de dirección, se deben utilizar líneas más cortas y blindadas tanto como sea posible, y se deben tender separadas de las líneas de alta corriente impulsadas por el motor. Si el método anterior aún no puede resolver el problema, puede conectar una pequeña resistencia con una resistencia de varios cientos de ohmios en serie a la línea de señal, que puede filtrar algunos ruidos de alta frecuencia.

¿Cuál es el motivo por el que el mecanismo de dirección barre?

Si escucha que los engranajes se deslizan "clic-clic" desde el servo, eso es "barrido de engranajes". Esto suele deberse a que el servo ha sido sometido a un impacto externo más allá de su rango de resistencia o ha estado trabajando en condiciones de sobrecarga durante mucho tiempo. Por ejemplo, si se utiliza un servo de engranaje de plástico para impulsar un brazo oscilante pesado, la inercia romperá el engranaje durante una parada de emergencia.

Para evitar el barrido del engranaje, en primer lugar, no sobrecargue el servo y, en segundo lugar, agregue un límite en la estructura mecánica para evitar que el servo gire bruscamente hasta quedar atascado. Si el servo se utiliza en un lugar que se verá afectado por fuerzas externas (como las patas de un robot), es mejor utilizar un servo con engranajes metálicos. Aunque es más caro, es más duradero.

Cómo elegir entre servo digital y servo analógico

Estos dos servos parecen similares en apariencia, pero su uso es muy diferente. El servo analógico depende de recibir una señal PWM una vez y luego correr hacia la posición objetivo. Cuando no hay señal, se relaja, por lo que el poder de retención es débil y hay un ruido de fondo "chisporroteante". El servo digital tiene un chip incorporado y tiene una velocidad de procesamiento más rápida.

En pocas palabras, si su proyecto es solo un simple automóvil o barco con control remoto y los requisitos de precisión no son altos, entonces el mecanismo de dirección analógico es completamente suficiente y el precio es relativamente barato.

Pero si quieres hacer un robot bípedo, un perro robot o un cardán que requiera un control de posición preciso, en este caso lo mejor es elegir un servo digital. La velocidad de respuesta de los servos digitales es mucho más rápida que la de los servos analógicos, el posicionamiento es más preciso y la fluctuación es menor, pero su consumo de energía será ligeramente mayor.

¿Cómo ajustar el rango de ángulo del mecanismo de dirección si está incorrecto?

A veces, se ha dado una instrucción de señal de 90 grados al servo, pero le sucede algo anormal. O gira más allá del ángulo especificado y pasa directamente sobre la cabeza, o simplemente gira un poco y no alcanza el ángulo esperado. Esta situación se debe principalmente a que la posición central del servo no se ajusta correctamente o a que el rango de frecuencia y ancho de pulso de la señal PWM no coincide con el del servo. La frecuencia de la señal del servo estándar es de 50 Hz y su período es de 20 ms. Cuando el tiempo de alto nivel está en el rango de 0,5 ms a 2,5 ms, el servo gira de 0 a 180 grados. Sin embargo, existen algunas diferencias en la definición de señales de diferentes fabricantes.

Cuando obtenga un nuevo servo, es mejor hacer primero un programa de prueba simple, aumentar lentamente el ancho del pulso desde el mínimo para encontrar los puntos inicial y final de su rotación real y luego escribir estos dos valores límite en el código. Nunca proporcione directamente los valores nominales de 0 y 180 grados. Si el rango del servo es estrecho, alcanzará el límite físico tan pronto como se instale, lo que puede dañar fácilmente el servo.

Aunque el mecanismo de dirección es pequeño, contiene muchos secretos. ¿Cuál es el problema más problemático que ha encontrado al depurar el mecanismo de dirección? ¿Es porque la ruta es incorrecta durante el funcionamiento o vibra mucho? Todos son bienvenidos a hablar libremente en el área de comentarios y charlar sobre sus propias experiencias. Al mismo tiempo, no olvides dar me gusta y compartir para que más amigos interesados ​​en jugar a robots puedan ver este artículo lleno de información útil. Si desea obtener más información sobre algoritmos de control más profundos, puede buscar el blog de tecnología en nuestro sitio web oficial, donde hay muchos casos prácticos como referencia.