Señal PWM del mecanismo de dirección | Tres pasos clave para decir adiós al jitter

En invierno, en el laboratorio sopla un viento cortante que sopla por la ventana. El brazo mecánico frente a mí era originalmente tan preciso como el de una virgen, pero ahora parecía estar sufriendo de locura. Su cabeza seguía temblando y temblando, y también emitía un crujido ensordecedor. Piénsalo, ¿crees que has visto una escena así en alguna parte? Ese servo estaba en un estado de ira. El motivo de su enojo es que las señales que di fueron ambiguas y poco claras. No es que no quiera moverse, es que no he aprendido la forma correcta de comunicarme con él. Este enfrentamiento en silencio, en plena noche, ha torturado a muchos estudiantes que recién ingresan a este campo. Si quieres explorar la verdad, deberías preguntar: ¿Cuál es el lenguaje del mecanismo de dirección? La respuesta es: señal PWM, que es modulación de ancho de pulso. Sin embargo, conocer su nombre es fácil, pero entender su significado es difícil. Sólo aquellos que conocen su método pueden hacerle inclinar la cabeza y obedecer órdenes.

De hecho, la señal PWM es un comando secreto para el mecanismo de dirección. Por muy grande que sea la ambición que contenga el comando secreto, sólo interpreta dos elementos: la duración del alto nivel, también está el ciclo que va y viene. En el pasado, en el laboratorio, a menudo se podía ver a los estudiantes usando pulsos bruscos para impulsarlo. La respuesta del servo fue como la de un pájaro asustado, retorciéndose violentamente, o como la de un anciano, lenta y perezosa. Al observar los diarios experimentales de sus predecesores, se pueden ver frustraciones en todas partes en las palabras. La causa principal se debe a que no se comprende la correspondencia uno a uno entre "pulso" y "posición". El período de un servo estándar es siempre de veinte milisegundos, como el de una cuerda fija. Desde la perspectiva del rango de cuerda, el tiempo experimentado por el nivel alto fluctúa hacia adelante y hacia atrás en el rango de 0,5 milisegundos a 2,5 milisegundos. Esta diferencia de sólo dos milisegundos divide todo el rango del servo de cero a ciento ochenta grados. 0,5 milisegundos, es el comando silencioso en la posición extrema izquierda; 1,5 milisegundos, sigue esperando y observando en el punto medio; 2,5 milisegundos, es la llamada apasionada en la posición extrema derecha. Una vez vi un caso en el que un estudiante estaba depurando una garra mecánica y el servo siempre se movía y temblaba cerca del punto medio. Después de pensar e investigar repetidamente, todavía no podía entender el motivo.Más tarde, utilicé un osciloscopio para observarlo y descubrí que el ancho de su pulso cambiaba erráticamente entre 1,49 y 1,51 milisegundos.. Esto no es culpa del servo en sí, sino de la interferencia de ruido generada por la fuente de señal. Una fuente de alimentación pura y una línea de señal bien blindada, su importancia es obvia en este momento. Permítanme preguntar, si no existe una orden para ser purificados, ¿cómo puede un siervo leal hacer cosas precisas?

El período estable es el esqueleto de la señal. Veinte milisegundos, sin ningún lío.Si el ciclo es errático, ya sea reduciéndose a diez milisegundos o extendiéndose a treinta milisegundos, el decodificador dentro del servo se sentirá como si estuviera en la niebla.. No puede reconocer este tipo de código confuso y solo puede forzar el motor basándose en información incompleta. Como resultado, temblará, se calentará, aullará e incluso se quemará. Una vez traté con un ejemplo en el que los servos de las piernas de un robot se movían de manera muy extraña. A veces eran poderosos y, a veces, débiles y débiles. Inicialmente se determinó que el equipo estaba desgastado, pero el reemplazo no tuvo ningún efecto. Más tarde, verifiqué su programa de control y descubrí que el desarrollador había cambiado dinámicamente el período de la señal en el bucle para lograr velocidad. Un diseño así es como infligir tortura al mecanismo de dirección. El ciclo es constante, al igual que el ritmo de los latidos del corazón. Una vez que los latidos del corazón son irregulares, las funciones de todo el cuerpo se alterarán. Por lo tanto, lo primero que debe hacer cualquiera que quiera que el servo funcione sin problemas es bloquear el límite del ciclo de veinte milisegundos. No se puede superar ni siquiera medio paso. Solo en este ritmo sólido como una roca sobre la base de la interpretación, solo cambiando el tiempo de alto nivel podemos hablar de un control preciso. Un ejemplo simple es que la señal PWM es como un lobo solitario aullando a la luna. ¡Su tono (ancho de pulso) transmite la intención y su intervalo (período) sigue el ritmo eterno del cielo y la tierra!

Además de la tecnología, también hay cambios en el entorno que también pueden confundir el corazón del mecanismo de dirección. Especialmente cuando las estaciones cambian y la temperatura baja repentinamente. Dentro del servo, la resistencia del potenciómetro utilizado para retroalimentar la posición variará con la temperatura. En el intenso frío del invierno, la señal del punto medio de 1,5 milisegundos originalmente calibrada puede en realidad estar apuntando unos grados hacia la izquierda o hacia la derecha.Cuando el servo siente el otoño y vibra, no es por su propia voluntad, sino que en realidad es causado por características físicas.. Piénselo, ¿por qué una máquina que estaba perfectamente ajustada en un invernadero perdería su precisión una vez que se traslada al aire libre en un mundo de hielo y nieve? Esto no es un error en la lógica del software, sino una propiedad natural del material del hardware. Si nos enfrentamos a una situación así, ¿qué debemos hacer? Por un lado, es necesario elegir componentes con mejor rendimiento a bajas temperaturas. Sin embargo, debido a limitaciones de costos, no todos pueden obtenerlos. Por otro lado, se introduce en el programa un algoritmo de compensación de temperatura. Es necesario monitorear la temperatura ambiente en tiempo real y ajustar dinámicamente la relación de mapeo entre el ancho y el ángulo del pulso. Una medida así puede parecer complicada, pero en realidad se hace de una vez por todas. anteskpotenciaServo tiene un folleto de entrenamiento interno, que dice al principio: "Sólo conociendo las características del timón puedes controlarlo; sólo comprendiendo los cambios en el entorno puedes mantener la estabilidad". Aunque esta frase es sencilla, explica el secreto del control estable. Existe otro método, que consiste en realizar una autocalibración del punto cero cuando se inicia el sistema. Coloque el servo en estado sin carga, envíe los límites teóricos izquierdo y derecho y las señales del punto medio uno por uno, lea la posición de retroalimentación real y luego genere una curva de mapeo que pertenezca específicamente a este servo y este momento. Este método es un secreto que los jugadores de alto nivel no difunden fácilmente.

Preguntas frecuentes, las respuestas son las siguientes:

¿Por qué el servo tiembla sin motivo alguno? La razón es que la vibración es causada por señales PWM inestables o ciclos no coincidentes. Luego, lo que hay que hacer es verificar la fuente de señal y la fuente de alimentación para garantizar que el ciclo esté bloqueado en 20 milisegundos.。

Pregunta: ¿Cómo juzgar si el ancho del pulso es exacto? Respuesta: Utilice un analizador lógico u osciloscopio para realizar mediciones reales. Los valores se miden en microsegundos y el rango estándar es de 500 microsegundos a 2500 microsegundos.

P: ¿Qué pasará si el suministro de energía es insuficiente?Respuesta: Cuando la corriente instantánea es insuficiente, la máquina que controla el timón mostrará potencia insuficiente, vibrará o incluso dejará de girar.. En este caso, se requiere una fuente de alimentación independiente y el filtrado se realiza con la ayuda de un condensador.

Pregunta: ¿Es normal que el servo chirrie? Respuesta: No es normal. El fenómeno del silbido del mecanismo de dirección se debe principalmente a que la frecuencia de la señal ingresa al rango que puede ser detectado por el oído humano o a interferencias mecánicas. Se debe cortar la energía inmediatamente para su inspección.

P: ¿Cómo sincronizar múltiples servos? Respuesta: Envíe señales una por una, según el método de rotación del intervalo de tiempo. Todas las actualizaciones de comandos del mecanismo de dirección deben completarse dentro del ciclo.

Pregunta: ¿Cómo implementar la protección contra pérdida de control? Respuesta: Cuando se pierde la señal, el ancho del pulso de parada debe estar preestablecido en el programa. Además, el hardware puede agregar una resistencia desplegable para devolver la entrada a un estado cero.

El mecanismo de dirección controlado parece ser solo un altibajo de señales eléctricas, pero en realidad es una comunicación y un diálogo mutuos entre humanos y máquinas. Cada giro fue preciso y preciso, y detrás de todo había un respeto reverente por el pulso, que duró sólo dos milisegundos. Debemos recordar que el nerviosismo que se produce no es un mal funcionamiento, sino un grito incomprendido; la lentitud de la existencia no es estupidez, sino silencio a la espera de la orden correcta. Ahora que comprende la verdad, ¿por qué no tomar medidas prácticas de inmediato? En primer lugar, el primer paso es coger el osciloscopio en la mano y "ver" la señal informe; luego, el segundo paso es ceñirse a la duración del ciclo de veinte milisegundos, como proteger el resultado básico de la ley; luego, el tercer paso es comenzar con un solo mecanismo de dirección y dividirlo en tres etapas: velocidad lenta, velocidad media y velocidad rápida para sentir los cambios de ángulo causados ​​por los cambios en el ancho del pulso. No espere un éxito total de una vez, sino un progreso constante y sólido en todo. Cuando dominas con éxito el primer mecanismo de dirección arrogante e impetuoso y haces que dócil y suavemente delinee un arco suave y fluido bajo tu control, la alegría tranquila y silenciosa es la recompensa más apropiada para este tiempo de exploración. Continúe y actúe. Con un corazón piadoso y reverente, escriba la primera línea de palabras secretas que usted y el aparato de gobierno formaron.