Comparando las ventajas y desventajas del mecanismo de dirección y el motor paso a paso, ¿cuál es más adecuado para los robots?

Al participar en la innovación de productos, ¿le causa dolor de cabeza elegir entre unaservoo un motor paso a paso? Los dos hermanos pueden hacer que las cosas se muevan, pero tienen temperamentos completamente diferentes. Si toman la decisión equivocada, los resultados serán, en el mejor de los casos, insatisfactorios o habrá que descartar todo el proyecto y reiniciarlo. No te preocupes, hoy los dividiremos y hablaremos sobre ellos en profundidad, y estoy seguro de que te sentirás seguro después de escucharlos.

¿Cuál es la diferencia entre un mecanismo de dirección y un motor paso a paso?

En pocas palabras, el aparato de gobierno es un "soldado obediente". Le dices qué ángulo girar y él lo gira sin decir una palabra. El motor paso a paso se parece más a un "contador diligente". Toma tantos pasos como pulsos le envías, y cada paso se cuenta claramente.

ElservoEstá integrado con un circuito de control, potenciómetro y reductor. Solo necesita darle una señal PWM y puede ajustarse a la posición objetivo en un circuito cerrado por sí solo. Los motores paso a paso no son tan inteligentes. Tienes que confiar en un controlador externo para enviar pulsos. Funciona completamente en bucle abierto. Depende de a dónde vayas. Un paso más o un paso menos depende de tus instrucciones.

Esta diferencia esencial determina directamente para qué tipo de trabajo son adecuados.

¿Para qué proyectos es adecuado el mecanismo de dirección?

La mayor ventaja del mecanismo de dirección es su elevado par y su pequeño tamaño. A pesar de su pequeño tamaño, puede generar más de diez kilogramos de torque por menos de 100 yuanes como un estándar.servo. Puede accionar directamente el brazo mecánico para agarrar una botella de agua mineral sin presión.

️ Otra ventaja es que el cableado es sencillo, con tres cables: alimentación, tierra y señal. No necesita conocer ningún algoritmo PID, simplemente conéctelo y envíe un comando de ángulo, y girará de manera constante por sí solo. Al fabricar servodirecciones inteligentes para automóviles o articulaciones de robots biónicos, elegir un servo en estos escenarios es definitivamente la primera opción para su tranquilidad.

Sin embargo, también tiene desventajas, es decir, el rango de rotación es limitado. Un servo normal sólo puede girar 180 grados. Si quieres que gire continuamente, no hay manera. Hay que comprar un servo multivuelta especial y el precio también ha subido.

¿Cuáles son los puntos fuertes de los motores paso a paso?

La especialidad de los motores paso a paso es el posicionamiento preciso. Le envías 400 pulsos y dará una vuelta completa. Si envías otros 400 pulsos, dará una segunda vuelta y el error no se acumulará. Para equipos como impresoras 3D y máquinas de grabado que requieren trayectorias repetidas, los motores paso a paso son la fuerza principal absoluta.

Otra ventaja es que puede seguir girando sin límite de ángulo y puedes girarlo tantas veces como quieras. Combinado con el riel guía del tornillo, es muy estable para movimientos alternativos de larga distancia. Además, la lógica de control es muy sencilla. A diferencia del servo, que tiene que ajustar la zona muerta y el punto central, el motor paso a paso tiene una fuerte "sensación de paso" cuando actúa.

La desventaja es que el calor es evidente, especialmente cuando el rotor está bloqueado durante mucho tiempo o funciona a baja velocidad, hace un poco de calor al tacto. Además, el par caerá más rápido cuando se funcione a alta velocidad, a diferencia del servo que "hace maravillas con gran fuerza".

Las tres cuestiones que más inquietan a la hora de elegir un modelo

La primera pregunta con la que mucha gente lucha es: si quiero una alta precisión, ¿tengo que dar un paso adelante? No necesariamente. El servo se usa en escenarios donde el mecanismo de dirección se usa para mover mil libras, y la precisión es completamente suficiente, a menos que se requiera que su tolerancia sea inferior a 0,1 mm.

La segunda confusión común es: necesito mucha fuerza, ¿es mejor elegir un servo? De hecho, este es el caso en escenarios de velocidad media y baja, pero si desea que el motor gire continuamente a alta velocidad, un acelerador y un reductor de motor paso a paso es una mejor combinación. El servo se sobrecalentará fácilmente si gira continuamente durante mucho tiempo.

La tercera pregunta es: ¿con cuál es más fácil empezar? Definitivamente el mecanismo de dirección. Puedes comprarlo, enchufar el cable de señal y funcionará. El motor paso a paso también debe estar equipado con un controlador, ajuste de corriente y subdivisión. Los principiantes pueden confundirse fácilmente con las tapas de los puentes y los interruptores DIP.

¿Cómo elegir la mejor oferta si tienes un presupuesto limitado?

Si está realizando una verificación de prototipos y tiene un presupuesto de sólo unos pocos cientos de yuanes, le recomiendo encarecidamente que dé prioridad a los servos domésticos. Hoy en día, los servos de marcas como Huisheng y Yinyan, que cuestan sólo unas pocas docenas de yuanes, ya son muy capaces y no te sentirás mal si se estropean.

En cuanto al motor paso a paso, si se trata de una aplicación de par pequeño, compre un motor paso a paso 42 barato más un controlador. Un juego cuesta sesenta o setenta yuanes, lo cual es muy rentable. Sin embargo, tenga en cuenta que el número de subdivisión de controladores baratos puede ser falso y el ruido real puede ser demasiado fuerte.

Si se trata de una producción en masa, debe estar dispuesto a gastar dinero en el controlador del motor paso a paso y reemplazarlo con un chip controlador silencioso. La experiencia general de la máquina mejorará enormemente y el usuario podrá sentir claramente que "esto está bien hecho".

Cómo usarlo en combinación en proyectos reales.

He visto muchos gerentes de productos inteligentes que usan servos y motores paso a paso juntos. Por ejemplo, al fabricar un brazo robótico visual inteligente, el brazo grande utiliza un motor paso a paso como módulo lineal para realizar grandes movimientos y posicionamientos repetidos; La articulación de la muñeca utiliza un servo para realizar movimientos compactos y flexibles.

También hay amigos que hacen diapositivas para fotografías. Utilizan motores paso a paso para mover la corredera, porque puede saber con precisión cuántos milímetros se ha movido; y use servos para inclinar el cardán, porque tiene una respuesta rápida, suficiente torque y puede soportar el peso de la cámara.

Vale la pena aprender de esta idea de "aprovechar las fortalezas y evitar las debilidades". No seas ciego al blanco y negro. ¿Quién dice que en un dispositivo sólo se puede utilizar un tipo de motor?

¿Cuándo deberías abandonar decididamente el servo o el paso a paso?

Si su proyecto requiere que el motor funcione en ambientes extremos, como altas temperaturas, alta humedad y fuertes vibraciones, el potenciómetro del servo normal es propenso a tener problemas. En este caso, debe utilizar un codificador paso a paso plus o utilizar directamente un servo sin escobillas.

Por otro lado, si se requieren costos extremadamente bajos y un gran volumen, como hacer un lote de juguetes pequeños, el costo del circuito de accionamiento del motor paso a paso sigue siendo alto y la solución del mecanismo de dirección tendrá más ventajas.

También hay un tipo de escenario que requiere un silencio extremo. Incluso si el motor paso a paso se acciona en silencio, seguirá emitiendo un ligero chirrido de alta frecuencia. El sonido de la rotación del servoengranaje se acerca más al ruido blanco, lo que a algunas personas les resulta más cómodo.

No sé si el proyecto en el que está trabajando está estancado con una precisión insuficiente, una solidez insuficiente o el presupuesto ha excedido el estándar. Bienvenido a charlar sobre los problemas de selección que encuentre en el área de comentarios. Seleccionaré algunas respuestas detalladas típicas. Si encuentra útil este artículo, no olvide darle me gusta y compartirlo con sus colegas de I+D.