Controlador de velocidade eletrônico simples (ESC) para servo de rotação infinita: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Se você tentar apresentar o Electronic Speed Controller (ESC) hoje em dia, você deve ser atrevido ou ousado. O mundo da fabricação de eletrônicos baratos está cheio de reguladores de qualidade variada com amplo espectro de funções. Mesmo assim, um amigo meu pediu-me para projetar um regulador para ele. A entrada foi bem simples - o que posso fazer para usar o servo modificado para rotação infinita para a escavadeira de tração?

(isso também pode ser encontrado no meu site)

Etapa 1: introdução

Eu suponho, que a maioria dos modeladores entende, que o modelo de servo barato pode ser convertido com sucesso para rotação infinita. Na prática, significa apenas remover o batente mecânico e o aparador eletrônico para obter feedback. Depois de manter o padrão eletrônico, você pode controlar o servo no sentido de rotação para uma direção ou direção oposta, mas na prática sem possibilidade de regular a velocidade de rotação. Mas quando você remove o eletrônico padrão, obteremos um motor DC com uma caixa de engrenagens não tão ruim. Este motor trabalha com tensão de cerca de 4V - 5V e o consumo de corrente é de cerca de centenas de miliamperes (digamos menos de 500mA). Esses parâmetros são cruciais, especialmente porque podemos usar tensão comum para o receptor e para o inversor. E como um bônus, você pode ver que seus parâmetros estão muito próximos dos motores de brinquedos infantis. Então o regulador será adequado também para casos, gostaríamos de atualizar o brinquedo do controle bang-bang original para um controle proporcional mais moderno.

Etapa 2: Esquemático

Porque usamos o mundo "barato" poucas vezes; o plano é tornar todos os dispositivos mais baratos e simples, tanto quanto possível. Estamos trabalhando com a condição de que o motor e o regulador sejam alimentados pela mesma fonte de tensão, incluindo o receptor. Assumimos que esta tensão estará na faixa aceitável para processadores comuns (cca 4V - 5V). Então, não devemos resolver nenhum circuito de alimentação complicado. Para avaliação do sinal, usaremos o processador comum PIC12F629. Concordo que hoje em dia é um processador antiquado, mas ainda é barato e fácil de comprar e tem periféricos suficientes. Parte fundamental em nosso projeto é a ponte H integrada (driver do motor). Decidi usar um L9110 muito barato. Esta ponte H pode ser encontrada em várias versões, incluindo através do orifício DIL 8, e também SMD SO-08. O preço desta ponte é extra positivo no topo. Ao comprar peças avulsas na China, custou menos de US $ 1, incluindo a taxa de postagem. No esquema, podemos encontrar apenas o cabeçalho para conectar o programador (PICkit e seus clones funcionando bem e são baratos). Ao lado do cabeçalho, temos os resistores incomuns R1 e R2. Eles não são tão importantes, até não começarmos a usar interruptores de fim de curso. Caso tenhamos essas chaves em locais eletrônicos barulhentos, podemos limitar o impacto desse ruído eletrônico adicionando esses resistores. Vamos então para "funções estendidas". Fui informado de que está funcionando bem, mas não se encaixa no guindaste portal, porque as crianças que deixam a estrutura do carrinho batem nas paradas até que se rasgue. Em seguida, fui reutilizado entradas livres no cabeçalho de programação para conectar interruptores finais. Sua conexão também está presente nos esquemas. Sim, é possível fazer muitas melhorias nos esquemas, mas vou deixar isso na fantasia de cada construtor.

Etapa 3: PCB

A placa de circuito impresso é muito simples. Ele é projetado como um pouco maior. É porque é mais fácil soldar componentes e também para um bom resfriamento. O PCB é projetado como lado único, com processador SMD e ponte H. PCB contém duas conexões de fios. Todas as placas podem ser soldadas no lado superior (que é projetado). Em seguida, o lado inferior permanece absolutamente plano e pode ser colado com fita adesiva de ambos os lados em algum lugar do modelo. Eu uso alguns truques para esta alternativa. As conexões de fios são realizadas por fios isolados no lado do componente. Conectores e resistores também são soldados no lado do componente do PCB. O primeiro truque é que, após a soldagem, "corte" todos os fios restantes usando uma serra circular. O lado inferior é plano o suficiente para o uso de fita adesiva de ambos os lados. Como os conectores quando soldados do lado superior não se encaixam bem, o segundo truque é "soltá-los" com super cola. É apenas para melhor estabilidade mecânica. A cola não pode ser entendida como isolamento.

Etapa 4: Software

A ocorrência do cabeçalho PICkit a bordo tem um motivo muito bom. O regulador não possui elementos de controle próprios para configuração. A configuração é feita em um tempo, quando o programa é carregado. A curva de velocidade é armazenada na memória EEPROM do processador. É armazenado aquele primeiro byte de aceleração média na posição 688µsec (máximo para baixo). Então, cada próximo passo significa 16 µseg. Então, a posição intermediária (1500µs) é o byte com o endereço 33 (hex). Uma vez que estamos falando sobre regulador para carro, a posição intermediária significa que o motor para. mover o acelerador para um aumento de velocidade média de rotação de direção; mover o acelerador para a direção oposta significa que a velocidade de rotação também aumenta, mas com rotação oposta. Cada byte significa velocidade exata para determinada posição do acelerador. Velocidade 00 (hex - como usado durante a programação) significa que o motor está parando. velocidade 01 significa rotação muito lenta, velocidade 02 um pouco mais rápida etc. Não se esqueça, que são números hexadecimais, então a linha continua 08, 09, 0A, 0B,.. 0F e termina com 10. Quando o passo de velocidade 10 é dado, não há regulamentação, mas o motor está conectado diretamente à energia. A situação para a direção oposta é semelhante, apenas o valor 80 é adicionado. Então a linha é assim: 80 (parada do motor), 81 (lento), 82,… 88, 89, 8A, 8B,… 8F, 90 (máximo). Claro que alguns valores são armazenados algumas vezes, ele define a curva de velocidade ideal. A curva padrão é linear, mas pode ser facilmente alterada. mesmo fácil, pois pode-se mudar a posição, onde o motor está parando, uma vez que o transmissor não tenha uma boa posição central compensada. Descrever como a curva de velocidade para aviões deve parecer desnecessária, este tipo de motores e reguladores não são projetados para aviões.

Etapa 5: Conclusão

O programa para processador é muito simples. É apenas modificação de componentes já apresentados, então não é necessário perder muito tempo com a descrição da funcionalidade.

Esta é uma maneira muito simples, como resolver o regulador para motores pequenos, por exemplo, de um modelo de servo modificado. É adequado para modelos fáceis de animar de máquinas de construção, tanques ou apenas para controle de atualização de carros para crianças. O regulador é muito básico e não tem funções especiais. É mais um brinquedo para animar outros brinquedos. Solução simples para "papai, faça-me um carro com controle remoto como o seu". Mas está indo bem e já dá prazer a poucas crianças.

Etapa 6: Praview

Pequeno vídeo.