¿Qué debo hacer si el voltaje del servo es insuficiente? 3 consejos para solucionar el problema del nerviosismo y la debilidad

Mientras jugabas, el robot de repente desarrolló una enfermedad de "Parkinson" y sus brazos seguían temblando. Y la rueda se vuelve blanda después de girar por un tiempo. Incluso los movimientos de reinicio más simples comenzaron a provocar espasmos. ¿Alguna vez te has encontrado con algo tan extraño? ¿La primera reacción del monitor de voltaje es que "el mecanismo de dirección está roto"? Espera, no lo tires todavía. En la mayoría de los casos, esta cosa no sufre ningún daño, simplemente grita con vida propia: "¡Tengo hambre! ¡El voltaje no es suficiente!".

Lo creas o no, tomemos como ejemplo el extremadamente común servo de 7,4 V. ¿Cuántas personas han enchufado distraídamente un banco de energía USB de 5 V como fuente de alimentación? Los datos no mienten: cuando el voltaje de entrada es un 15% menor que el voltaje nominal, el par de salida del servo caerá bruscamente en más del 40%. En otras palabras, el brazo robótico que originalmente era capaz de levantar dos botellas de agua mineral ahora ni siquiera puede sostener un palillo. Esta situación no es un mal funcionamiento, sino una bofetada provocada por las leyes de la física.

Aquí viene la pregunta:¿Por qué un voltaje insuficiente hace que el servo se vuelva "loco"?

Mirando el desmontaje, el interior del servo es en realidad un pequeño motor más un engranaje reductor y un tablero de control.El tablero de control necesita un voltaje estable para procesar correctamente la señal PWM y el motor es un "tigre eléctrico". La corriente en el momento del arranque es de 3 a 5 veces mayor que la del funcionamiento normal.。Si la fuente de alimentación no puede mantener el ritmo y el voltaje disminuye instantáneamente, el tablero de control tendrá que reiniciarse constantemente e intentar reposicionarse.. Entonces lo que ves es: temblores, debilidad, balanceo hacia adelante y hacia atrás o incluso ningún movimiento en absoluto. El monitor de voltaje deja claro que se trata de un típico "síndrome de hambre de energía", que es lo mismo que la loca ventana emergente cuando a la batería de un teléfono móvil le queda el 1%.

No crea que se trata de un problema técnico de alto nivel. Eche un vistazo a algunos casos comunes de vuelco:

Proyecto A, cuando el robot hexápodo está conectado directamente al banco de energía a través de un cable USB, el robot es inestable. La salida del banco de energía es de 5V/1A y el robot hexápodo necesita controlar 18 servos al mismo tiempo. La corriente instantánea supera los 6A, lo que hace que el voltaje caiga directamente a 3,8V. Como resultado, el insecto se convierte en pan comido.

• Proyecto B: La batería de litio 3S utilizada para el servo de 12 V tiene un voltaje nominal de 11,1 V, lo que se siente bastante bien en el uso real: cuando la batería está completamente cargada y el voltaje es de 12,6 V, todo el funcionamiento es normal. Sin embargo, una vez que la energía cae a 11 V, comenzarán las contracciones. Con sólo una diferencia de voltaje de 1,5 V, el par se reduce en un 35%, de modo que el brazo robótico ni siquiera puede soportar su propio peso.

• Proyecto C: El cable de la batería de baja calidad está conectado al cable del servo. Hay casos en los que el cable es largo y delgado. En concreto, el cable 22AWG de 1 metro de largo tiene una caída de voltaje de hasta 0,3V a una corriente de 2A. Para un microservo de 3,7 V, esta pérdida de voltaje del 10% es suficiente para duplicar la velocidad de respuesta.

Entonces, aquí viene la solución pura.

El primer paso es ajustar cuentas.Debes sacar tu calculadora y contar los servos que operan al mismo tiempo en el proyecto. ¿Cuántos hay como máximo? También necesitas saber cuál es la corriente de rotor bloqueado de cada servo.. El monitor de voltaje no se puede juzgar por el tacto. La corriente de un servo de torsión estándar suele estar entre 0,5 y 1,5 A, y la corriente de un servo grande puede alcanzar de 3 a 5 A. Multiplique el requisito de corriente total por un factor de seguridad de 1,5 y el resultado es el límite de corriente inferior que debe alcanzar la fuente de alimentación.

El segundo paso: intercambiar sangre. Dale al servo una solución de suministro de energía "bien alimentada".

2-5 servos pequeños: alimentados directamente por baterías de litio 2S o 3S, preste atención a la coincidencia de voltaje

Prepare de seis a doce servos de tamaño mediano e instale BEC (módulo estabilizador de voltaje) en ellos para estabilizar la batería de alto voltaje al voltaje preciso requerido por los servos.

Más de 12 o servos grandes: conecte directamente la fuente de alimentación estabilizada de voltaje ajustable y abandone la solución de batería

El tercer truco: conseguir ganar músculo. En la línea de alimentación de cada servo, conecte en paralelo un condensador de mayor capacidad. La capacidad de este condensador está entre 470μF y 2200μF. Estos condensadores son como microdepósitos. En el momento en que se pone en marcha el mecanismo de dirección, el valor máximo de la corriente se "descarga temporalmente" para completar el valor máximo de la corriente, evitando así que el voltaje colapse. Los datos experimentales muestran que cuando se agrega un capacitor de 1000 μF, la fluctuación de voltaje se puede reducir de ±30 % a ±8 %.

Hay otro malentendido fatal que es necesario aclarar. El alto voltaje no significa que el servo esté quemado, pero el bajo voltaje puede matarlo. Mucha gente no se atreve a aumentar el voltaje porque teme que se queme el servo. Al final, estar en un estado de bajo voltaje durante mucho tiempo hace que el servo vibre repetidamente y se caliente, lo que hace que sea más fácil quemar el tablero de control. El rango de voltaje soportado de la mayoría de los servos es más o menos el 20% del voltaje nominal. Al igual que un servo de seis voltios puede soportar 7,2 voltios, pero una vez que es inferior a 4,8 voltios, comienzan a surgir problemas.

tiempo de preguntas y respuestas

P: El servo vibra tan pronto como se enciende la alimentación. ¿Está roto?

R: Primero, mida el voltaje de salida real de la fuente de alimentación. En la mayoría de los casos, el voltaje cae bruscamente debido a una corriente insuficiente. En este caso, simplemente reemplace la fuente de alta corriente.。

P: ¿Por qué no puede funcionar con un cargador de teléfono móvil?

R: Los 5V/2A nominales del cargador son el estado máximo. Su capacidad real de salida continua es insuficiente y la ondulación del voltaje es muy grande.

P: ¿Qué tipo de condensador paralelo debo elegir?

Si existe la situación A, significa condensadores electrolíticos de aluminio o condensadores de polímero con baja ESR. Los condensadores de tantalio no se recomiendan debido a su débil capacidad para resistir impactos.

P: ¿Qué debo hacer si la batería está completamente cargada y comienza a temblar después de usarse por un tiempo?

R: La capacidad de descarga de la batería ha disminuido. Reemplace la batería con una tasa de descarga alta o agregue un módulo estabilizador de voltaje detrás de la batería.

P: ¿Pueden el cable del servo y el cable de control compartir la misma fuente de alimentación?

R: Un monitor de voltaje es un absoluto no-no. El cable de alimentación debe conectarse directamente al servo con un cable grueso. El cable de control sólo se utiliza para transmitir señales y no proporciona suministro de energía.

Mirando hacia atrás, el problema de la tensión insuficiente del servo es en realidad una "contienda de coincidencias". Si considera al servo como una bestia feroz, entonces debe proporcionarle suficiente potencia; Si alimentas al lobo con forraje, pero aún así te quejas de que el lobo no hace nada, ¿tiene sentido? Este principio es aplicable a cualquier marca de mecanismo de dirección, incluidoskpotenciaProductos profesionales como Servo. El manual del producto indica que el voltaje es de 6 a 8,4 V, pero usted insiste en darle 5 V. Si vibra, es la protesta más leve contra ti.

Finalmente, les doy tres sugerencias para salvar vidas:

① Para cada nuevo proyecto, calcule primero el libro mayor actual. No espere a que se realice el cableado antes de recuperar las lecciones.

② Cuanto más corto y grueso sea el cable de alimentación, mejor. La pérdida de línea es mucho mayor de lo que crees.

③ Prepare varios tipos de condensadores, a saber, 470 μF, 1000 μF y 2200 μF, y conéctelos en paralelo dondequiera que se produzca fluctuación.

Recuerda esta frase, el servo no miente, tiembla por hambre y se para por parálisis. La próxima vez que su monitor de voltaje muestre que su robot comienza a moverse como un demonio nuevamente, no acuse a los servos de mala calidad. Tome un multímetro y mida el voltaje en la fuente de alimentación; si el número parpadea, no es que el medidor esté defectuoso, sino que necesita agregar alimentos que repongan energía a esta cosa de "Hércules".