Semplice regolatore elettronico della velocità (ESC) per servo a rotazione infinita: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Se provi a presentare l'Electronic Speed Controller (ESC) al giorno d'oggi, devi essere impudente o audace. Il mondo della produzione elettronica a basso costo è pieno di regolatori di varia qualità con un ampio spettro di funzioni. Tuttavia un mio amico mi ha chiesto di progettare un regolatore per lui. L'input era piuttosto semplice: cosa posso fare per poter utilizzare il servo modificato a rotazione infinita per l'escavatore a motore?

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Passaggio 1: introduzione

Presumo che la maggior parte dei modellisti capisca che il servo modello economico può essere convertito con successo in una rotazione infinita. In pratica significa rimuovere solo il fermo meccanico e il trimmer elettronico per il feedback. Una volta mantenuta l'elettronica di default, si può comandare il servo in senso di rotazione in un senso o in senso opposto, ma in pratica senza possibilità di regolare la velocità di rotazione. Ma quando rimuovi l'elettronica predefinita, otterremo un motore CC con un cambio non così male. Questo motore funziona con una tensione di circa 4V - 5V e un consumo di corrente è di circa centinaia di milliampere (diciamo meno di 500 mA). Questi parametri sono cruciali soprattutto perché possiamo usare una tensione comune per il ricevitore e per l'azionamento. E come bonus puoi vedere che i parametri sono molto vicini ai motori dei giocattoli per bambini. Quindi il regolatore sarà adatto anche per i casi, vorremmo aggiornare il giocattolo dal controllo bang-bang originale al controllo proporzionale più moderno.

Passaggio 2: schematico

Perché abbiamo usato il mondo "economico" poche volte; il piano è rendere tutti i dispositivi economici e semplici il più possibile. Stiamo lavorando con la condizione che il motore e il regolatore siano alimentati dalla stessa fonte di tensione, incluso il ricevitore. Partiamo dal presupposto che questa tensione sarà nell'intervallo accettabile per i normali processori (cca 4V - 5V). Quindi non dobbiamo risolvere complicati circuiti di alimentazione. Per la valutazione del segnale utilizzeremo il comune processore PIC12F629. Sono d'accordo che al giorno d'oggi è un processore vecchio stile, ma è ancora economico e facile da acquistare e ha abbastanza periferiche. Parte fondamentale nel nostro design è il ponte H integrato (driver del motore). Ho deciso di usare un L9110 davvero economico. Questo H-bridge può essere trovato in varie versioni incluso il foro passante DIL 8 e anche SMD SO-08. Il prezzo di questo ponte è estremamente positivo in alto. Quando si acquistano pezzi singoli in Cina, costano meno di $ 1, comprese le spese postali. Nello schema troviamo solo l'intestazione per il collegamento del programmatore (PICkit e i suoi cloni funzionano bene e sono economici). Accanto all'intestazione abbiamo resistori insoliti R1 e R2. Non sono così importanti, finché non iniziamo a usare gli interruttori di fine corsa. Nel caso in cui avremo quegli interruttori in luoghi rumorosi elettronici, possiamo limitare l'impatto di questo rumore elettronico aggiungendo quei resistori. Passiamo quindi alle "funzioni estese". Sono stato informato che funziona bene, ma non si adatta alla gru a portale, perché i bambini che lasciano il telaio del carrello colpiscono i finecorsa fino a quando non si strappa. Quindi sono stato riutilizzato gli input liberi sull'intestazione di programmazione per collegare i finecorsa. La loro connessione è presente anche negli schemi. Sì, è possibile apportare molti miglioramenti agli schemi, ma lo lascerò alla fantasia di ogni costruttore.

Passaggio 3: PCB

Il circuito stampato è piuttosto semplice. È progettato come un po' più grande. È perché è più facile saldare i componenti e anche per un buon raffreddamento. PCB è progettato come single side, con processore SMD e H-bridge. PCB contiene due collegamenti a filo. Tutta la scheda può essere saldata sul lato superiore (che è stato progettato). Quindi il lato inferiore rimane assolutamente piatto e può essere incollato utilizzando del nastro adesivo su entrambi i lati da qualche parte nel modello. Uso pochi trucchi per questa alternativa. I collegamenti dei fili sono realizzati con fili isolati sul lato dei componenti. I connettori e le resistenze sono anche saldati sul lato componenti del PCB. Il primo trucco è che dopo la saldatura ho "tagliato" tutti i fili rimanenti usando un seghetto alternativo. Quindi il lato inferiore è sufficientemente piatto per l'uso di nastro adesivo su entrambi i lati. Poiché i connettori saldati sul lato superiore non si adattano bene, il secondo trucco è "farli cadere" con la super-colla. È solo per una migliore stabilità meccanica. La colla non può essere intesa come isolamento.

Passaggio 4: software

La presenza dell'intestazione PICkit a bordo ha ottime ragioni. Il regolatore non ha propri elementi di controllo per la configurazione. La configurazione l'ho eseguita in un momento, quando il programma viene caricato. La curva di velocità è memorizzata nella memoria EEPROM del processore. Viene memorizzato quel primo byte di accelerazione media in posizione 688µsec (massimo down). Quindi ogni passaggio successivo significa 16µsec. Quindi la posizione centrale (1500µsec) è il byte con indirizzo 33(hex). Una volta che stiamo parlando di regolatore per auto, quindi la posizione centrale significa che il motore si ferma. spostando l'acceleratore in una direzione significa aumentare la velocità di rotazione; spostare l'acceleratore nella direzione opposta significa che anche la velocità di rotazione aumenta, ma con rotazione opposta. Ogni byte indica la velocità esatta per una data posizione dell'acceleratore. La velocità 00 (hex - come usata durante la programmazione) significa che il motore si ferma. velocità 01 significa rotazione molto lenta, velocità 02 un po' più veloce ecc. Non dimenticare che sono numeri esadecimali, quindi la riga continua 08, 09, 0A, 0B,.. 0F e termina con 10. Quando viene dato il passo di velocità 10, è non c'è una regolazione, ma il motore è collegato direttamente all'alimentazione. La situazione per la direzione opposta è simile, viene aggiunto solo il valore 80. Quindi la fila è così: 80 (motore fermo), 81 (lento), 82, … 88, 89, 8A, 8B, … 8F, 90 (massimo). Naturalmente alcuni valori vengono memorizzati poche volte, definisce la curva di velocità ottimale. la curva predefinita è lineare, ma può essere facilmente modificata. altrettanto facile, in quanto può essere modificata la posizione, dove il motore si sta fermando, una volta che il trasmettitore non ha una buona posizione centrale trimmata. Descrivere come dovrebbe apparire la curva di velocità per l'aereo non è necessario, questo tipo di motore e il regolatore non sono progettati per gli aerei.

Passaggio 5: conclusione

Il programma per il processore è molto semplice. È solo la modifica di componenti già presentati, quindi non è necessario dedicare molto tempo alla descrizione della funzionalità.

Questo è un modo molto semplice, come risolvere il regolatore per un piccolo motore, ad esempio dal servo modello modificato. È adatto per modelli animati facili di macchine da costruzione, carri armati o solo per aggiornare il controllo delle auto per bambini. Il regolatore è molto semplice e non ha funzioni speciali. È più un giocattolo per animare altri giocattoli. Soluzione semplice a "papà, fammi un'auto telecomandata come te". Ma lo fa bene e già fa piacere a pochi bambini.

Passaggio 6: Praview

Piccolo filmato.