Theme simply Сервопривод Mohlenhoff AA 2004-80-02 can

Arduino – плавное управление сервоприводом AlexGyver Technologies

Данная библиотека является “дополнением” к стандартной библиотеке Servo.h и позволяет плавно управлять сервоприводом. Суть работы кроется в методе tick() , который нужно вызывать постоянно в loop (или прерывании таймера), внутри тика находится алгоритм с собственным таймером, который по чуть чуть поворачивает серво к нужному положению. Библиотека дублирует несколько методов из Servo.h (attach имеет расширенную инициализацию):

  • write() и writeMicroseconds() – повернут вал серво с максимальной скоростью
  • attach() и detach() – подключить и отключить серво от управления

Инициализация

Объект создаётся точно так же, как в Servo.h, без параметров. Также можно передать рабочий угол серво (если не передавать, будет равен стандартному 180 град.)

По инициализации attach() есть несколько вариантов:

  • attach(pin); – подключит серво на указанный pin , угол поворота будет установлен на градусов. Длина импульса* мин-макс будет стандартная, 500-2400 мкс
  • attach(pin, target); – подключит серво на указанный pin , угол поворота** будет установлен на target градусов. Длина импульса* мин-макс будет стандартная, 500-2400 мкс
  • attach(pin, min, max); – подключит серво на указанный pin , угол поворота будет установлен на градусов. Длина импульса* будет установлена min и max соответственно.
  • attach(pin, min, max, target); – подключит серво на указанный pin , угол поворота будет установлен на target градусов. Длина импульса* будет установлена min и max соответственно.

*Длина импульса – сервопривод управляется ШИМ сигналом, в котором длина импульса прямо управляет углом поворота, то есть подавая минимальную и максимальную длину мы получаем рабочий угол 180 градусов. По умолчанию мин. и макс. длина установлены 500 и 2400 соответственно, что подходит большинству сервоприводов, но желательно посмотреть и “откалибровать” свой привод так, чтобы он работал на все 180 градусов. Мин. и макс. время импульса отличаются у разных производителей и моделей серво.

**Указание угла поворота при инициализации устанавливает серво на нужный угол сразу при подаче сигнала, а также выставляет текущую и целевую позицию равными этой.

Плавный пуск ( new! )

Сервопривод не имеет обратной связи по углу (для программы), поэтому при запуске будет “резко” повёрнут на стартовый угол (“в ноль” по умолчанию или на указанный в attach(pin, target) . Есть два варианта избежать резких рывков в механизме при запуске программы:

  • Заранее знать, на какой угол физически повёрнут привод при запуске и передать его в attach(pin, target) . Как узнать? Зависит от конкретной задачи и логики работы программы. Можно запоминать положение сервы в ЕЕПРОМ и восстанавливать при запуске, можно устанавливать серво в один и тот же угол перед выключением/перезагрузкой системы, и т.д.
  • Воспользоваться фичей smoothStart() , которая появилась в версии 3.2 данной библиотеки. Работает она очень просто: аттачит и детачит сервопривод с периодом в пару десятков миллисекунд, таким образом привод плавно движется до заданного угла из любого начального положения. Вызывать smoothStart() нужно однократно (при старте программы) сразу после attach(pin, target) в блоке setup() . Внимание! Функция блокирующая, выполнение занимает 900 миллисекунд. Период “рывка” сервопривода выбран минимальный, при котором серво начинает понимать, чего от неё хотят. Период довольно большой, поэтому движение к заданной позиции происходит рывками, но в целом гораздо плавнее, чем без smoothStart() . В массивном механизме рывки практически незаметны!

Управление

Движение серво происходит автоматически в методе tick() , нам нужно всего лишь вызывать его как можно чаще в loop() ( tick() имеет встроенный таймер на 20 миллисекунд). Также есть метод tickManual() , который поворачивает серву на следующий “шаг” при каждом вызове (тот же tick() , но не имеет своего таймера). Оба метода tick() возвращают false , пока серво движется, и true , когда серво достигла установленного угла, это можно использовать. Также серво автоматически отключается от управления при достижении заданного угла поворота (это уменьшает жужжание серво в простое). Эту функцию можно отключить, вызвав setAutoDetach(false) . Инструменты для управления движением привода:

    setTarget(длина); – устанавливает целевую позицию для серво в величине длина импульса, мкс (

500-2400)

  • setTargetDeg(угол); – устанавливает целевую позицию для серво в градусах (0-180)
  • setSpeed(скорость); – установка максимальной скорости (больше нуля) в градусах в секунду
  • setAccel(ускорение); – установка ускорения (0.01 – 1). Можно больше 1, будет ещё резче. Если установить ускорение 0 – оно будет отключено и серво будет двигаться по профилю постоянной скорости (с бесконечным ускорением)
  • start(); – автоматический attach + разрешает работу tick – серво движется к заданной позиции
  • stop(); – detach + запрещает работу tick – серво останавливается
  • Читайте также:  Песком по ржавчине что такое пескоструйная обработка и как её проводить - – автомобильный журнал

    Полезные вспомогательные методы для различных ситуаций:

    • setDirection(напр); – принимает NORMAL (false) или REVERSE (true), меняет направление серво
    • setCurrent(длина); – установка текущей позиции в мкс (500 – 2400). Может пригодиться в ситуации, когда мы знаем реальный угол серво и хотим сообщить о нём программе, чтобы алгоритм не дёргал привод.
    • setCurrentDeg(угол); – установка текущей позиции в градусах (0-180). Зависит от min и max.
    • getCurrent(); – получение текущей позиции в мкс (500 – 2400)
    • getCurrentDeg(); – получение текущей позиции в градусах (0-180). Зависит от min и max
    • getTarget(); – получение целевой позиции в мкс (500 – 2400)
    • getTargetDeg(); – получение целевой позиции в градусах (0-180). Зависит от min и max
    • setMaxAngle(); – установка макс. угла серво, по умолчанию 180. Позволяет удобно работать с разными сервами (на 270 и 360 град.)

    Расширитель серво PCA9685

    В версии библиотеки 3 и выше добавлена поддержка драйвера PCA9685, подключать нужно файл #include «ServoDriverSmooth.h»

    • ServoDriverSmooth servo; // по умолчанию (адрес 0x40, угол 180)
    • ServoDriverSmooth servo(0x40); // с указанием адреса драйвера
    • ServoDriverSmooth servo(0x40, 270); // с указанием адреса и макс. угла

    Метод attach(pin) принимает номер вывода на драйвере. В остальном всё работает точно так же, как с обычной сервой.

    Сервопривод или шаговый двигатель? Как работают и что выбирать

    В станках с числовым программным управлением (фрезерные, токарные, карусельные станки, машины плазменной резки и т.д.) для перемещения исполнительных элементов (суппортов, кареток и т.д.) используется шаговый привод или сервопривод. В этой статье немного объясним о их работе, принципиальных различиях и когда какой уместно применять.

    Шаговый привод

    Представляет собой шаговый электродвигатель с блоком управления. При подаче электрического импульса ротор двигателя совершает угловое перемещение на строго определенную величину. Современные шаговые электродвигатели обеспечивают до 400 шагов на один оборот. Это позволяет позиционировать инструмент (резец, плазменный резак) с точностью до десятых миллиметра.

    Как достоинства шаговых приводов следует отметить:

    • высокая точность в сочетании с более простой конструкцией;
    • доступная цена, вытекающая из простоты исполнения.

    Главный недостаток шагового привода – проблема пропуска шага. Это происходит по ряду причин:

    • нагрузка на валу превышает допустимое;
    • неправильно задаными параметрами реза в управляющей программе – слишком резкое ускорение или торможение, без учета веса портала;
    • скорость вращения ротора попадает в зону резонанса со станком.

    Пропуск шага может приводить к некорректному позиционирования резака, и соответственно отклонению реза от заданной программы.

    Сервопривод (Сервомотор)

    Принципиальное отличие — наличие датчика обратной связи. Сервопривод обмениваеться данными с управляющей программой в реальном времени. Отклонение от заданных координат моментально регистрируеться, и контроллер станка автоматически компенсирует погрешность.

    Наличие этого дополнительно элемента (датчика) позволяет:

    • достигнуть максимальной точности позиционирования и качество продукции. С учетом механического люфта, износа деталей, теплового расширения (что важно в станках большой мощности, в том числе и машинах плазменной резки );
    • обеспечить максимально высокую скорость обработки, с автоматическим учетом инерционности движущихся узлов;
    • снизить затраты на электроэнергию, в сервоприводе они пропорциональны сопротивлению перемещения, а в шаговом приводе номинал напряжения постоянный.

    Шаговый привод vs сервопривод

    Из приведенного выше можно понять сильные и слабые стороны этих приводов. Мы постараемся дать рекомендации, в каких случаях целесообразнее применять тот или иной вариант.

    1. Бюджет . Если он критичен, выбор однозначно в пользу шагового привода. Но стоит учесть будущую оплату труда оператора чпу. Работа с шаговыми двигателями подразумевает более высокий уровень умений и квалификации.
    2. Мощность станка . Чем больше мощность, тем крупнее перемещаемые узлы и детали, и тем более мощные требуются шаговые двигатели. А это более высокие инерционные нагрузки, и меньше нагрузки в резонансных зонах. Это может повлиять на точность обработки. Кроме того, при увеличении скорости у шагового электродвигателя резко уменьшается момент, а у сервоприводов он постоянен. Если говорить о станках плазменной резки с ЧПУ , то здесь эти эти факторы не столь критичны. Это более существенно для токарных станков, где движутся не только исполнительные механизмы (суппорта), но и сама заготовка.
    3. Сложность обслуживания . Здесь шаговые привода смотрятся симпатичнее. Сервопривод имеет десятки параметров, требующих настройки, а значит и более высокой квалификации персонала (программистов, электронщиков, наладчиков). Надежные поставщики обычно берут сервис этих узлов на себя. Об этом стоит задуматься если вы приобретаете станок зарубежом, или когда будет сложно обеспечить доступ третьих лиц.
    4. Производительность . По данному критерию сервопривода существенно превосходят шаговые. Особенно если речь идет о производстве габаритных деталей. При небольших перемещаемых и обрабатываемых массах эта разница несущественна (например, если это небольшой 3Д принтер, то разница будет крайне несущественна)
    5. Шум . Шаговые привода работают громче и может ощущаться вибрация. Это может приносить неудобства для небольших предприятий. В ряде случаев могут возникнуть проблемы с надзорными органами по допустимому уровню шума.
    Читайте также:  Что делать если прокис суп как исправить блюдо, можно ли есть, а также почему прокисает за ночь в хо

    Круиз-контроль — что это такое?

    Мало кто не слышал такое выражение, как круиз-контроль. Функции этого устройства известны – автоматическая регулировка скорости движения автомобиля, которая позволяет снизить нагрузку на водителя. Из статьи вы узнаете историю появления и развития этого устройства, принцип работы, его сильные и слабые стороны, особенности установки и использования на различных автомобилях.

    История появления

    Изобретение системы круи-контроля приписывают слепому изобретателю Ральфу Титору, который получил патент на это устройство в 1945 году. В 1956 году это устройство в качестве эксперимента установили на только что разработанный ГАЗ-21 «Волга», однако, в серию такой автомобиль не пошел. Устройство отслеживало скорость вращения коленчатого вала и при необходимости регулировало подачу топлива. В 1958 году фирма Крайслер начала серийно устанавливать круиз-контроль на некоторые модели. К 1965 году фирма American Motors (AMC) наладила производство недорогих моделей круиз-контроля, которые массово устанавливали на грузовики и тягачи с автоматической коробкой передач.

    В середине 70-х годов некоторые модели иномарок начали штатно оснащать функцией круиз-контроля. Развитие электроники привело к увеличению эффективности устройства и повышению четкости его работы. К середине первого десятилетия XXI века появились первые опытные модели адаптивного круиз-контроля, который не только регулировал подачу топлива в двигатель, но и отслеживал дорожную обстановку, реагируя на различные препятствия – крутые повороты, стоящие на дороге или медленно движущиеся машины. Для контроля дорожной обстановки использовали целый спектр устройств – камеры, лазерные дальномеры, радары. Это позволило серьезно снизить аварийность при использовании таких устройств.

    Как устроен круиз-контроль

    Это устройство отслеживает скорость автомобиля и в зависимости от нее регулирует подачу топлива. Для оценки скорости чаще всего используют сигналы с датчиков АБС, это позволяет избежать ненужного усложнения системы. При включении КК его управляющий блок запоминает количество импульсов датчика АБС за единицу времени. Если количество импульсов увеличилось, он снижает подачу топлива, если уменьшилось, то увеличивает. Если круиз-контроль согласован с АКПП, то передачи переключаются в зависимости от нагрузки. На механической коробке эту работу приходится выполнять водителю. В большинстве случаев управление подачей топлива происходит с помощью сервопривода или мотора с редуктором, которые регулируют положение дроссельной заслонки.

    Преимущества и недостатки системы

    Преимущества этого устройства очевидны – снижение нагрузки на водителя. Это особенно важно вовремя дальних поездок по трассе, продолжительность которых больше одного часа. Нога водителя не устает, ведь блок управления автоматически увеличивает или уменьшает подачу топлива, благодаря чему скорость не изменяется. Однако, это устройство не лишено недостатков. Любой сбой в его работе может привести к аварии, ведь он самостоятельно регулирует подачу топлива в двигатель. Еще один недостаток – это устройство расслабляет водителя, из-за чего его концентрация снижается. Это тоже может привести к аварии.

    Можно ли сделать круиз самостоятельно

    При самостоятельном изготовлении КК возникают следующие вопросы:

    • где брать схему, которую не нужно переделывать под свой автомобиль;
    • где достать сервопривод с подходящими характеристиками;
    • как обеспечить общую надежность системы;
    • как избежать ошибок, которые могут привести к трагедии.

    В интернете выложено большое количество различных схем, взятых с серийных автомобилей конца прошлого века. Найти детали для них проблематично, потому что их уже не выпускают. Если же использовать современные схемы с микроконтроллерами, то никто не знает, как поведет себя такая схема во время какого-то сбоя. Возможно, сбросит обороты двигателя до холостых, а может, резко поднимет до максимума. Если это произойдет на крутом повороте, трагедии не избежать. Еще одна проблема – сервопривод, шаг которого составляет десятые доли миллиметра. Это позволит плавно регулировать скорость автомобиля и избежать рывков.

    Многие самодельщики предлагают использовать для этого двигатель и редуктор от дворников, однако, такой вариант не слишком хорош из-за высокой инерционности и сложностей с регулировкой. Если же использовать привод электронной педали газа с разбитой иномарки, то почему бы не взять оттуда и управляющий блок? Установка такого привода на автомобиль с тросиком газа потребует установки и подключения сервопривода к дроссельной заслонке. Все это позволяет сделать вывод – круиз-контроль можно сделать самостоятельно, если вы хорошо разбираетесь в электронике, имеете доступ к элементной базе и можете самостоятельно провести серьезную переделку автомобиля.

    Читайте также:  Термостат ЗИЛ 130, ЗИЛ 131,ГАЗ 3307, ГАЗ 3102, ГАЗ 3110, ГАЗ 53, МАЗ 500, Т 25, Т40

    Сколько стоит круиз система и её монтаж

    Стоимость недорогих моделей круиз-контроля, обеспечивающих минимальное количество функций (поддержание и плавная регулировка скорости) начинается от 10 тысяч рублей. В комплект поставки входят управляющий блок и сервопривод. Более дорогие модели, стоимость которых достигает 30 тысяч рублей, оснащены LCD дисплеем, который отображает режим работы КК и основные параметры автомобиля, а также способны к самообучению. Нередко такие блоки оснащают не вакуумным, а полностью электрическим сервоприводом, который не требует вмешательства в работу вакуумного усилителя тормозов, поэтому его установка в несколько раз проще.

    Во время выбора модели круиз-контроля учитывайте, что все официально ввезенные в РФ или произведенные внутри страны электронные блоки обязательно имеют следующие документы:

    • паспорт на русском языке, в котором подробно описаны характеристики, устройство и установка;
    • сертификат соответствия, выданный федеральным агентством по метрологии и техническому регулированию.

    Если вы приобрели установочный комплект не для вашего автомобиля, придется отдельно купить или сделать самостоятельно проводку с соответствующими разъемами. Стоимость установки составляет 2-5 тысяч рублей и занимает 1-2 часа. В установку также входит полная настройка круиз-контроля и проверка его работы. Если КК устанавливают на автомобиль с механическим приводом инжектора, ТНВД или карбюратора, необходимо купить датчик электронной педали газа. Это позволит отключать круиз-контроль нажатием на педали тормоза или газа, что повышает безопасность управления автомобилем.

    Как самостоятельно установить круиз-контроль на автомобиль

    Для самостоятельной установки КК вам понадобятся:

    • установочный комплект круиз-контроля;
    • электрическая схема вашего автомобиля;
    • проводка для КК соответствующая вашему автомобилю или подходящие разъемы и монтажный провод;
    • датчик электронной педали газа (только для автомобилей с механическим управлением дроссельной заслонкой);
    • тройник и шланг, диаметр которых равен диаметру шланга вакуумного усилителя тормозов (только для КК с вакуумным сервоприводом);
    • предохранитель, ток которого на 50 процентов больше, чем указан в паспорте блока управления КК;
    • тестер;
    • дрель;
    • набор ключей;
    • набор отверток разной длины и толщины;
    • различные гайки и болты для крепления сервопривода и управляющего блока;
    • изолента;
    • умение читать схемы, соединять провода, выполнять сложные слесарные работы.

    С помощью схемы найдите провод, передающий сигналы датчика АБС. Если на вашем автомобиле его нет, то провод, передающий сигналы электронного спидометра. Если и его нет, то провод тахометра, датчика положения коленчатого вала, распределительного вала или управления электронным зажиганием. С этого провода на контроллер КК будут поступать данные о скорости движения автомобиля или работе двигателя, по которым он и определит, необходимо добавить или уменьшить подачу топлива.

    После этого найдите провод, подключенный к датчику тормозов, включающему стоп-сигналы. С этого провода контроллер КК будет получать сигнал, отключающий его работу. Затем найдите провод от датчика электронной педали газа. Если у вас механическая педаль, то подключите к ней датчик. Найдите провод, подающий сигнал включения зажигания на контроллер инжектора, электронное зажигание или топливный клапан дизельного двигателя. К этому проводу необходимо подключить блок управления КК. Для подключения сервопривода найдите провод генератора или питания катушек зажигания.

    Найдите на передней панели место для установки кнопок и индикатора КК. В подкапотном пространстве найдите место для установки сервопривода. Расстояние от него до дроссельной заслонки не должно превышать 2/3 длины его тросика. Найдите место для установки управляющего блока. Желательно его ставить в салоне под передней панелью.

    • Отключите аккумулятор.
    • Закрепите сервопривод и управляющий блок. Если у вас есть штатная проводка, то проложите ее так, чтобы провода не болтались и подключите к соответствующему разъему и подключите предохранитель. Если штатной проводки нет, соберите ее, ориентируясь на схему автомобиля и распиновку контактов управляющего блока, а также подключите разъем к штатной проводке. Установите предохранитель.
    • Подключите проводку к блоку управления КК и сервоприводу.
    • После этого обязательно проверьте, все ли вы подключили правильно.
    • Если все нормально, заводите двигатель, разгоняйте автомобиль и проверяйте работу круиз-контроля.

    Внимание

    Учитывайте следующее – самостоятельное подключение блока управления КК к любому типу АКПП требует глубоких познаний и опыта. Если вы умеете это делать, то описание вам не нужно. Если не умеете, то не пытайтесь подключать. Результатом будет испорченный блок управления или АКПП.

    Ссылка на основную публикацию
    Stunt Riding Стантрайдинг; Мотошкола MotoLeon
    Что такое стантрайдинг и его история Мы расскажем вам историю появления стантрайдинга. Раскроем тайну, когда и как в России этот...
    Ravon возобновляет продажи машин
    Дешевые модели Chevrolet приедут в Россию из Узбекистана На сегодняшний день на дилерство Chevrolet массового сегмента претендуют несколько десятков кандидатов....
    RDS что это в автомобильной магнитоле, функциии Radio Data System
    Для чего служит rds В сегодняшнем материале хотелось бы уделить внимание такому явлению в сфере радиовещания как Radio Data System...
    Subaru Legacy Outback (1994-1999) характеристики и цена, фотографии и обзор
    Fuse Box Diagram Subaru Outback (1999-2004) Advertisements In this article, we consider the second-generation Subaru Outback, produced from 1999 to...
    Adblock detector