Сервожетектің параметрлерін қалай өлшеуге болады?

Әуесқойлық, оқу және өндірістік мақсаттарда автоматиканың түрлі құрылғыларында сервожетектер қолданылады.

Өнеркәсіптік сервожетектердің жоғары дәлдігі болады және, әдетте, олардың сипаттамалары өтініш берген өндірушіге сәйкес келеді. Алайда мұндай құрылғылардың құны айтарлықтай жоғары.

Екінші жағынан, кейбір жағдайларда SG90, MG90S, MG995, MG996R және оларға ұқсас ШИМ-ді басқаратын арзан серво жетектерді пайдалану өте ақталды.

Мұндай сервожетектердің параметрлері бұрыш, импульс ені және тез әсері бойынша кеңінен шашыраңқы, сондықтан әзірлеушілер мен экспериментшілер алдында жеке сипаттамалары бойынша нақты міндет үшін сервожетекті дұрыс таңдап алу міндеті тұрады.

Нарықта жаппай ұсынылатын тестерлер көбінесе тым қарабайыр және тек сервожетектің жұмыс істеуін бағалауға мүмкіндік береді.

Осыған байланысты біз сервожетек тестерімізді дайындадық, оны кез-келген кәсіби маманға, әуесқойға немесе робототехника үйірмесіне салмақпыз. Оның үстіне, мұндай тентерді құру міндеті шығармашылық және танымдық тұрғыда қызық болуы мүмкін.

Негізгі идея

Сервожетектің негізгі параметрлерін өлшеу міндетін шешу үшін тестерлерді кері байланыспен жабдықтау шешілді, яғни басқару кіреберісіне ені әр түрлі импульстар беру ғана емес, сонымен қатар алынған двигатель білігі айналу бұрышын өлшеу арқылы датчикте іске асырылған холлдың бұрылыс бұрышының арнайы датчигі

Бұл тәсіл сервожетектің жалпы жұмыс қабілеттілігін сынауға ғана емес, сондай-ақ өзгермелі импульс ұзындығының бұрылыс бұрышының, берілген 60 градустық белгілеудің жылдамдығы, қайтыс болған аймақтың ені және валы айналым диапазонының сәйкестігіне тексеруге мүмкіншілік жасайды.

Конструкциясы

Барлық аспап 200х150х85мм өлшемді тарату қорабының стандартты корпусына орнатылған. 

3D Принтерде басып шығаруға немесе оргшыныдан жинауға болатын арнайы ұстағышта алмалы-салмалы зерттелетін серво жетек орналасуы тиіс.

Сервожетектің үстінде көпір орналасқан, оның ортасында бұрылыс бұрышының датчик орналасқан. Білікке көмір туралы ақпарат беру үшін бұрыш датчигімен әрекеттесетін магнит желімделеді.

Бұрылу бұрышын көзбен шолып бақылау үшiн тасымалдаушы, ал жетек білігіне нұсқар орнатылған.

Басқару сигналдарын генерациялау және аспапты басқару кнопкалары және LCD индикаторлары бар басқару блогы арқылы жүзеге асырылады

Басқару блогының қасында негізгі сипаттамаларды басып шығаруға арналған шағын принтер орналасқан, себебі сипаттамаларды бекіту үшін көптеген сервожетектерді тестілеу кезінде қатты көшірмеге ие болуы тиіс.

Тағам басқару блогы мен принтер үшін бөлек өндіріледі, себебі принтер 2А-ға дейін үлкен токты тұтына алады.

Қолданылған компоненттер

Басқару блогы UNO R3 төлемінде жинақталған,  ARDUINO-мен үйлесімді, бірақ кез келген ыңғайлы микроконтроллер пайдалы.

Төсеніште кнопкалары бар LCD shield кеңейтілуі орнатылған, ол кнопкалары мен дисплейі бар жеке басқару блокын құрастырудың қажеттілігін жояды.

Мини принтер - Tiny Thermal Receipt Printer QR204 типті, алайда TTL кірістері бар кез келгенін пайдалануға болады.

Бұрылыс бұрышының датчигі - AS5600, оның полюстерінің диаметральді магниттелген магнитімен диаметрлі орналасуы маңызды, себебі аталған құрылғы жұмыс істемейтін  кәдімгі аксиальді магниттері бар буда.

Бағдарламалық қамтамасыз ету

Негізгі бағдарлама C++ стандартты IDE Arduino-да іске асырылған

Бағдарламада принтерге арналған "Adafruit_Thermal.h" мынадай бөгде кітапханалар қолданылған.  “Servo.h” серводвигательі үшін және “AS5600.h” бұрыш датчикіне арналған кітапхана  

БҚ микроконтроллер жадының шамамен жартысын алады

БҚ әртүрлі функциялары бар бірнеше ретті блоктардан тұрады: 

1, Калибрлеу немесе орнату 0 - бұрышты нөлдік импульске байлау (1500мкс)

2, Оң жаққа бұрылу тесті – басқарушы блок импульстің енін сатымен 500 мкс дейін азайтады және сервожеткіш жағымды бағытқа айналдырады. Бұрыш датчигі мағынаны басқарушы блокқа береді. Бұл екі сан дисплейге де, дәйекті COM портқа да беріледі

2, Теріс жаққа бұрылу тесті – алдыңғы блоктағы сияқты, бірақ импульс ені 2500 мкс дейін артады. 

3, 0-ден 60 градустан орнату жылдамдығына тест. Сервожетек нөлдік позицияға орнатылады, содан кейін 60 градусқа шұғыл бұрылады. Бұл ретте берілген бұрышқа қол жеткізу уақыты тіркеледі.

4, Өлген аумаққа тізбек - нөлдік нүктеде аздаған өзгеріс беріледі және олар біліктің орналасу орнын өзгертуіне әкеліп соғатын кезде, өлі зона енін белгілейді.

 Тест нәтижелері

Барлық тесттерден өткеннен кейін нәтижелері дисплейге шығарылады.

Жетек түрі және бұрыш диапазоны: 

Басқарушы импульс енінің диапазоны:

Орнату жылдамдығы 60 градус: 

Өлі аймақ: 

Тест нәтижелерінің барлығын дисплейде парақтауға немесе басып шығаруға болады.

Сонымен қатар, графиктерді құру үшін COM арқылы пар сандарды форматтағы (Импульс ұзақтығы/Бұрылу бұрышы) шығару және графиканы құрастыруға арналған жеке БҚ-ны жасауға болады. Arduino IDE-ге енгізілген COM порт мониторының көрсеткіштерін көшіру арқылы да дәл осыған қол жеткізуге болады. Графиктің мысалы: 

Перспективалары

Егер идеяны әрі қарай дамытатын болса, онда жүктеме арқылы ағатын токты өлшеуге болады, ол үшін шунт сервожетек қуат алуының тізбекке енгізілуі және микробақылаушының баламалы кірер есікке өлшенген кернеу беретінін талап етілу мүмкін. Бұл ретте күш сынағы қызықты болады, яғни білік динамикалық жүктемемен жүктеліп, токтың қатынасы мен білікке күш салуын бақылауға болады. Бірақ сақ болу керек, өйткені мұндай сынақ сервожетекке көп күш жұмсаған жағдайда зиян келтіруі мүмкін. Сондай-ақ басқарушы блоктың қоректену көзін асырмау үшін сервожетекті жеке тамақтандыру қажет.

Қорытынды

Біздің сервожетек тестерімізді құру идеясы кәсіпқойлар мен робототехника әуесқойларына және  сервожетектерді тексеруге және сынауға арналған жеке стенд жасауға көмектесу. Сондай-ақ қадамдық қозғалтқыштар мен басқа жетек тетiктерiн тексеру үшiн осындай құрылғы құрылуы мүмкiн.

Test instruments ЖШС жеке материалдары бойынша дайындалды