Simple Electronic Speed Controller (ESC) สำหรับเซอร์โวการหมุนที่ไม่มีที่สิ้นสุด: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

หากคุณพยายามนำเสนอ Electronic Speed Controller (ESC) ในปัจจุบัน คุณต้องหยิ่งหรือกล้า โลกของการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ราคาถูกนั้นเต็มไปด้วยหน่วยงานกำกับดูแลที่มีคุณภาพหลากหลายพร้อมฟังก์ชันที่หลากหลาย อย่างไรก็ตาม เพื่อนของฉันขอให้ฉันออกแบบตัวควบคุมหนึ่งตัวให้เขา อินพุตค่อนข้างง่าย - ฉันต้องทำอย่างไรจึงจะสามารถใช้เซอร์โวที่ดัดแปลงเป็นการหมุนแบบอนันต์สำหรับตัวขุดไดรฟ์

(สามารถพบได้บนเว็บไซต์ของฉันเช่นกัน)

ขั้นตอนที่ 1: บทนำ

ฉันคิดว่านักสร้างโมเดลส่วนใหญ่เข้าใจดีว่าเซอร์โวรุ่นราคาถูกสามารถแปลงเป็นการหมุนที่ไม่มีที่สิ้นสุดได้สำเร็จ ในทางปฏิบัติ หมายถึงถอดเฉพาะตัวหยุดแบบกลไกและที่กันจอนแบบอิเล็กทรอนิกส์เพื่อตอบรับ เมื่อคุณใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์เริ่มต้น คุณสามารถควบคุมเซอร์โวในความหมายของการหมุนไปในทิศทางเดียวหรือตรงกันข้ามได้ แต่ในทางปฏิบัติไม่มีความเป็นไปได้ที่จะควบคุมความเร็วของการหมุน แต่เมื่อคุณลบค่าดีฟอลต์ของอิเล็กทรอนิค เราจะได้มอเตอร์กระแสตรงที่มีกระปุกเกียร์ไม่เลว มอเตอร์นี้ทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าประมาณ 4V - 5V และปริมาณการใช้กระแสไฟอยู่ที่ประมาณหลายร้อยมิลลิแอมแปร์ (สมมติว่าน้อยกว่า 500mA) พารามิเตอร์เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากเราสามารถใช้แรงดันไฟฟ้าร่วมกันสำหรับเครื่องรับและสำหรับไดรฟ์ และเป็นโบนัสที่คุณเห็นว่าพารามิเตอร์นั้นใกล้เคียงกับมอเตอร์ของของเล่นเด็กมาก จากนั้นเรกูเลเตอร์ก็จะเหมาะกับเคสเช่นกัน เราอยากจะอัพเกรดของเล่นจากคอนโทรลแบบปังปังดั้งเดิมเป็นคอนโทรลตามสัดส่วนที่ทันสมัยกว่า

ขั้นตอนที่ 2: แผนผัง

เพราะเราใช้โลกที่ "ถูก" ไม่กี่ครั้ง แผนคือการทำให้อุปกรณ์ทั้งหมดมีราคาถูกและเรียบง่ายที่สุด เรากำลังดำเนินการโดยมีเงื่อนไขว่ามอเตอร์และตัวควบคุมนั้นใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายแรงดันเดียวกัน รวมถึงตัวรับด้วย เราคิดว่าแรงดันไฟฟ้านี้จะอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้สำหรับโปรเซสเซอร์ทั่วไป (cca 4V - 5V) จากนั้นเราจะต้องไม่แก้วงจรการจ่ายไฟที่ซับซ้อนใดๆ สำหรับการประเมินสัญญาณ เราจะใช้โปรเซสเซอร์ทั่วไป PIC12F629 ฉันยอมรับว่าทุกวันนี้มันเป็นโปรเซสเซอร์แบบเก่า แต่ก็ยังราคาถูกและหาซื้อได้ง่ายและมีอุปกรณ์ต่อพ่วงเพียงพอ ส่วนประกอบพื้นฐานในการออกแบบของเราคือ H-bridge (ตัวขับมอเตอร์) ในตัว ฉันตัดสินใจใช้ L9110 ราคาถูกจริงๆ H-bridge นี้สามารถพบได้ในรุ่นต่างๆ รวมถึงรู DIL 8 และ SMD SO-08 ด้วย ราคาของสะพานนี้เป็นบวกเป็นพิเศษที่ด้านบน เมื่อซื้อชิ้นเดียวในจีนจะมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า 1 เหรียญรวมค่าธรรมเนียมการโพสต์ ในแผนผังเราพบเฉพาะส่วนหัวสำหรับเชื่อมต่อโปรแกรมเมอร์ (PICkit และโคลนทำงานได้ดีและราคาถูก) ถัดจากส่วนหัว เรามีตัวต้านทาน R1 และ R2 ที่ผิดปกติ สิ่งเหล่านี้ไม่สำคัญ จนกว่าเราจะไม่เริ่มใช้สวิตช์หยุดปลายสาย ในกรณีที่เราจะมีสวิตช์เหล่านั้นในบริเวณที่มีเสียงดัง เราสามารถจำกัดผลกระทบของเสียงอิเล็กทรอนิกส์นี้ได้โดยการเพิ่มตัวต้านทานเหล่านั้น เราจะไป "ขยายฟังก์ชัน" แล้ว ฉันได้รับแจ้งว่ามันใช้งานได้ดี แต่ไม่เหมาะกับพอร์ทัลเครน เพราะเด็กๆ ที่ออกจากโครงรถเข็นไปชนจนสุดทางจนน้ำตาไหล จากนั้นฉันก็นำอินพุตฟรีกลับมาใช้ใหม่บนส่วนหัวของการเขียนโปรแกรมเพื่อเชื่อมต่อสวิตช์สิ้นสุด การเชื่อมต่อของพวกเขายังมีอยู่ในแผนผัง ใช่ เป็นไปได้ที่จะทำการปรับปรุงมากมายบนแผนผัง แต่ฉันจะปล่อยให้มันเป็นจินตนาการของผู้สร้างทุกคน

ขั้นตอนที่ 3: PCB

แผงวงจรพิมพ์ค่อนข้างง่าย ได้รับการออกแบบให้ใหญ่ขึ้นเล็กน้อย เป็นเพราะง่ายต่อการบัดกรีส่วนประกอบและเพื่อการระบายความร้อนที่ดี PCB ได้รับการออกแบบให้เป็นด้านเดียวพร้อมโปรเซสเซอร์ SMD และ H-bridge PCB มีการเชื่อมต่อสายไฟสองเส้น บอร์ดทั้งหมดสามารถบัดกรีที่ด้านบน (ที่ออกแบบ) จากนั้นด้านล่างจะแบนราบอย่างสมบูรณ์และสามารถติดกาวโดยใช้เทปกาวทั้งสองด้านในแบบจำลอง ฉันใช้ลูกเล่นเล็กน้อยสำหรับทางเลือกนี้ การต่อสายไฟทำได้โดยสายแยกที่ด้านส่วนประกอบ ตัวเชื่อมต่อและตัวต้านทานยังถูกบัดกรีที่ด้านส่วนประกอบของ PCB เคล็ดลับแรกคือ หลังจากบัดกรีแล้ว ฉันจะ "ตัด" สายไฟที่เหลือทั้งหมดออกโดยใช้จิ๊กซอว์ จากนั้นด้านล่างจะแบนพอสำหรับใช้เทปกาวทั้งสองด้าน เนื่องจากตัวเชื่อมต่อเมื่อบัดกรีด้านบนไม่พอดี ดังนั้นเคล็ดลับที่สองคือการ "วาง" โดยซุปเปอร์กาว มีไว้เพื่อความเสถียรทางกลที่ดีขึ้นเท่านั้น กาวไม่สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นการโดดเดี่ยว

ขั้นตอนที่ 4: ซอฟต์แวร์

การเกิดขึ้นของส่วนหัว PICkit บนเรือมีเหตุผลที่ดีมาก ตัวควบคุมไม่มีองค์ประกอบควบคุมของตัวเองสำหรับการกำหนดค่า การกำหนดค่าที่ฉันทำในเวลาที่โหลดโปรแกรม เส้นโค้งความเร็วถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำ EEPROM ของโปรเซสเซอร์ มันถูกเก็บไว้ที่เค้นเฉลี่ยไบต์แรกในตำแหน่ง688µsec (ลงสูงสุด) จากนั้นทุก ๆ ขั้นตอนต่อไปหมายถึง 16µsec จากนั้นตำแหน่งตรงกลาง (1500µsec) คือไบต์ที่มีที่อยู่ 33 (ฐานสิบหก) เมื่อเรากำลังพูดถึงเรกูเลเตอร์สำหรับรถยนต์แล้วตำแหน่งตรงกลางก็หมายความว่ามอเตอร์นั้นหยุด การขยับคันเร่งไปทางเดียวหมายถึงการเพิ่มความเร็วในการหมุน การขยับคันเร่งไปในทิศทางตรงกันข้ามหมายความว่าความเร็วในการหมุนนั้นก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน แต่ด้วยการหมุนที่ตรงกันข้าม ทุกไบต์หมายถึงความเร็วที่แน่นอนสำหรับตำแหน่งปีกผีเสื้อที่กำหนด ความเร็ว 00 (ฐานสิบหก - ตามที่ใช้เมื่อตั้งโปรแกรม) หมายถึงการหยุดมอเตอร์ ความเร็ว 01 หมายถึงการหมุนช้ามาก ความเร็ว 02 เร็วขึ้นเล็กน้อย เป็นต้น อย่าลืมว่ามันเป็นเลขฐานสิบหกแล้วแถวต่อ 08, 09, 0A, 0B,.. 0F และลงท้ายด้วย 10 เมื่อกำหนดความเร็วขั้นตอนที่ 10 แล้ว ไม่มีข้อบังคับ แต่มอเตอร์เชื่อมต่อโดยตรงกับพลังงาน สถานการณ์ด้านตรงข้ามคล้ายคลึงกัน เพิ่มเพียง 80 เท่านั้น จากนั้นแถวจะเป็นดังนี้: 80 (มอเตอร์หยุด), 81 (ช้า), 82, … 88, 89, 8A, 8B, … 8F, 90 (สูงสุด) แน่นอนว่าค่าบางค่าจะถูกเก็บไว้สองสามครั้ง ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดเส้นโค้งความเร็วที่เหมาะสมที่สุด เส้นโค้งเริ่มต้นเป็นเส้นตรง แต่สามารถเปลี่ยนได้ง่าย ง่ายเหมือนกันที่สามารถเปลี่ยนตำแหน่งที่มอเตอร์หยุดทำงานเมื่อเครื่องส่งสัญญาณไม่มีตำแหน่งกึ่งกลางที่ดี อธิบายว่าเส้นโค้งความเร็วของเครื่องบินควรมีลักษณะอย่างไรโดยไม่จำเป็น มอเตอร์ประเภทนี้และตัวควบคุมไม่ได้ออกแบบมาสำหรับเครื่องบิน

ขั้นตอนที่ 5: บทสรุป

โปรแกรมสำหรับโปรเซสเซอร์นั้นง่ายมาก มันเป็นเพียงการปรับเปลี่ยนส่วนประกอบที่นำเสนอแล้ว ไม่จำเป็นต้องใช้เวลานานกับคำอธิบายของการทำงาน

นี่เป็นวิธีง่ายๆ ในการแก้ปัญหาเรกูเลเตอร์สำหรับมอเตอร์ขนาดเล็ก เช่น จากเซอร์โวรุ่นดัดแปลง เหมาะสำหรับโมเดลเคลื่อนไหวง่าย ๆ ของเครื่องจักรก่อสร้าง รถถัง หรืออัพเกรดการควบคุมรถยนต์สำหรับเด็กเท่านั้น เครื่องปรับลมเป็นพื้นฐานและไม่มีฟังก์ชั่นพิเศษ เป็นของเล่นสำหรับเคลื่อนไหวของเล่นอื่นๆ วิธีแก้ปัญหาง่ายๆ สำหรับ "พ่อครับ ทำรถบังคับแบบรีโมทให้ผมที" แต่มันทำได้ดีและทำให้เด็กไม่กี่คนมีความสุขอยู่แล้ว

ขั้นตอนที่ 6: ประวิว

วิดีโอขนาดเล็ก