Ремонт серводвигателя своими руками

Самое подробное описание: ремонт серводвигателя своими руками от профессионального мастера для своих читателей с фотографиями и видео из всех уголков сети на одном ресурсе.

Недавно я сделал руку-робота, а сейчас я решил добавить к нему захватывающее устройство, работающее на мини сервоприводе. Я решил сделать два варианта, чтобы посмотреть, как он будет лучше работать с прямой или круглой шестеренкой. Мне понравился больше вариант с круглой шестерней, так как его изготовление заняло всего 2 часа, и зазор между шестернями был совсем небольшим.

Сначала я вырезал детали на фрезерном станке:

Я собрал детали с помощью шурупов 2×10 мм.

А вот как мини-сервопривод присоединяется к захватывающему устройству:

Как работает захватывающее устройство с сервоприводом:

И вот теперь, когда все собрано и механическая часть тоже практически готова, мне осталось только доделать электронную часть работы! Я выбрал Arduino для контроля моего робота, и сделал схему (она справа) для соединения Arduino с сервоприводом.

Схема на самом деле очень проста, она просто дает сигналы на Arduino и обратно. Существует также разъем для инфракрасного приемника и некоторые разъемы для источника питания и 4-х подключений к остальным (неиспользованным) контактам Arduino. Таким образом, можно подключить еще один выключатель или датчик.

Видео (кликните для воспроизведения).

А вот как рука-манипулятор двигается:

Приобретение предприятием фрезерного станка с ЧПУ для изготовления фасадов из МДФ поднимает вопрос о необходимости переплачивать за те или иные механизмы и силовые агрегаты, установленные на дорогостоящем и высокотехнологичном оборудовании. Для позиционирования силовых агрегатов станков с ЧПУ используют, как правило, шаговые двигатели и серводвигатели (сервоприводы).

Шаговые двигатели – дешевле. Однако сервоприводы обладают широким рядом достоинств, в том числе высокой производительностью и точностью позиционирования. Так что же выбрать?

Изображение - Ремонт серводвигателя своими руками proxy?url=https%3A%2F%2Fsteptosleep.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F06%2F60076

Шаговый электродвигатель – это безщеточный синхронный электродвигатель постоянного тока, имеющий несколько обмоток статора. При подаче тока в одну из обмоток ротор поворачивается, а затем фиксируется в определенном положении. Последовательное возбуждение обмоток через контроллер управления шаговым двигателем позволяет вращать ротор на заданный угол.

Шаговые электродвигатели широко применяются в промышленности, так как имеют высокую надежность и длительный срок службы. Главное преимущество шаговых двигателей – точность позиционирования. При подаче тока на обмотки ротор провернется строго на определенный угол.

·Высокий крутящий момент на малых и нулевых скоростях;

·Быстрый старт, остановка и реверс;

·Работа под высокой нагрузкой без риска выхода из строя;

·Единственный механизм износа, влияющий на длительность эксплуатации – подшипники;

·Возможность появления резонанса;

·Постоянный расход электроэнергии вне зависимости от нагрузки;

·Падение крутящего момента на высоких скоростях;

·Отсутствие обратной связи при позиционировании;

·Низкая пригодность к ремонту.

Изображение - Ремонт серводвигателя своими руками proxy?url=https%3A%2F%2Fsteptosleep.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F06%2F61739

Серводвигатель (сервопривод) – это электрический мотор с управлением через обратную отрицательную связь, которая позволяет точно управлять параметрами движения, чтобы достичь необходимой скорости или получить нужный угол поворота. В состав серводвигателя входят непосредственно сам электродвигатель, датчик обратной связи, блок питания и управления.

Конструктивные особенности электродвигателей для сервопривода мало чем отличаются от обычных электродвигателей имеющих статор и ротор, работающих на постоянном и переменном токе, с щетками и без щеток. Особую роль здесь играет датчик обратной связи, который может быть установлен как непосредственно в самом двигателе и передавать данные о положении ротора, так и определять его позиционирование по внешним признакам. С другой стороны, работа серводвигателя немыслима без блока питания и управления (он же инвертор или сервоусилитель), который преобразует напряжение и частоту тока, подаваемого на электродвигатель, тем самым управляя его действием.

·Высокая мощность при малых размерах;

·Быстрый разгон и торможение;

·Постоянное и бесперебойное отслеживание положения;

·Низкий уровень шума, отсутствие вибраций и резонанса;

·Широкий диапазон скорости вращения;

·Стабильная работа в широком диапазоне скоростей;

·Малая масса и компактная конструкция;

·Низкий расход электроэнергии при малых нагрузках.

·Требовательность к периодическому обслуживанию (например, с заменой щеток);

·Сложность устройства (наличие датчика, блока питания и управления) и логики его работы.

Сравнивая характеристики сервопривода и шагового двигателя, следует обратить внимание, прежде всего, на их производительность и стоимость.

Для производства фасадов МДФ на небольшом предприятии, работающем с малыми объемами, думаю, нет необходимости переплачивать за установку на фрезерный станок с ЧПУ дорогостоящих серводвигателей. С другой стороны, если предприятие стремится выйти на максимально возможные объемы производства, то дешевить на низкопроизводительных шаговых двигателях для ЧПУ не имеет смысла.

Серводвигатели используются не только в авиамоделизме и робототехнике, их можно так же использовать в устройствах бытового назначения. Небольшие размеры, высокая производительность, а так же проста управления серводвигателем делают их наиболее подходящими для осуществления дистанционного управления различными устройствами.

Совместное применение серводвигателей с радиомодулями примема-передачи не создает никаких трудностей, достаточно на стороне приемника просто подключить к серводвигателю соответствующий разъем, содержащий питающее напряжение и управляющий сигнал, и дело сделано.

Но если мы хотим управлять серводвигателем «вручную», например, с помощью потенциометра, нам необходим генератор импульсного управления.

Ниже представлена достаточно простая схема генератора на основе интегральной микросхемы 74HC00.

Данная схема позволяет осуществлять ручное управление серводвигателями путем подачи управляющих импульсов шириной 0,6 до 2 мс. Схему можно применить, например, для поворота небольших антенн, наружных прожекторов, камер видеонаблюдения и т.д.

Основой схемы является микросхема 74HC00 (IC1) представляющая собой 4 логических элемента И-НЕ. На элементах IC1A и IC1B создан генератор, на выходе которого образуются импульсы с частотой 50 Гц. Эти импульсы активируют RS-триггер, состоящий из логических элементов IC1C и IC1D.

Читайте так же:  Ремонт гидроусилителя руля своими руками рено кангу

Изображение - Ремонт серводвигателя своими руками proxy?url=https%3A%2F%2Fsteptosleep.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F06%2F71534

С каждым импульсом идущим с генератора выход IC1D устанавливается в «0» и конденсатор С2 разряжается через резистор R2 и потенциометр P1. Если напряжение на конденсаторе С2 снижается до определенного уровня, то RC-цепь переводит элемент в противоположное состояние. Таким образом, мы на выходе получаем прямоугольные импульсы с периодом 20 мс. Ширина импульсов устанавливается потенциометром P1.

Например, сервопривод Futaba S3003 изменяет угол вращения вала на 90 градусов за счет управляющих импульсов продолжительностью от 1 до 2 мс. Если мы изменим ширину импульса от 0,6 до 2 мс, то угол поворота составит до 120 °. Компоненты в схеме подобраны таким образом, что выходной импульс находится в диапазоне от 0,6 до 2 мс, и поэтому угол установки составляет 120 °. Серводвигатель S3003 от Futaby имеет достаточно большой крутящий момент, и ток потребления может составлять от десятков до сотен мА в зависимости от механической нагрузки.

Изображение - Ремонт серводвигателя своими руками proxy?url=https%3A%2F%2Fsteptosleep.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F06%2F84093

Изображение - Ремонт серводвигателя своими руками proxy?url=https%3A%2F%2Fsteptosleep.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F06%2F92699

Схема управления серводвигателем собрана на двусторонней печатной плате размером 29 х 36 мм. Монтаж очень простой, так что со сборкой устройства вполне может справиться даже начинающий радиолюбитель.

Вентильные двигатели – это синхронные бесколлекторные (бесщёточные) машины. На роторе находятся постоянные магниты из редкоземельных металлов, на статоре — якорная обмотка. Коммутация обмоток статора осуществляется полупроводниковыми силовыми ключами (транзисторами) так, чтобы вектор магнитного поля статора был всегда перпендикулярен вектору магнитного поля ротора — для этого используется датчик положения ротора (датчик Холла или энкодер). Фазный ток регулируется с помощью ШИМ-модуляции и может иметь трапецеидальную или синусоидальную форму.

Видео (кликните для воспроизведения).

Плоский ротор линейного двигателя сделан из редкоземельных постоянных магнитов. По принципу действия он похож на вентильный двигатель.

В отличие от синхронных машин непрерывного вращения шаговые двигатели имеют на статоре явно выраженные полюса, на которых расположены катушки обмоток управления – их коммутация выполняется внешним приводом.

Рассмотрим принцип работы реактивного шагового двигателя, у которого на полюсах статора расположены зубцы, а ротор выполнен из магнитомягкой стали и тоже имеет зубцы. Зубцы на статоре расположены так, что на одном шаге магнитное сопротивление меньше по продольной оси двигателя, а на другом – по поперечной. Если дискретно возбуждать в определённой последовательности обмотки статора постоянным током, то ротор при каждой коммутации будет поворачиваться на один шаг, равный шагу зубцов на роторе.

Некоторые модели преобразователей частоты могут работать как со стандартными асинхронными двигателями, так и с серводвигателями. То есть основное отличие сервоприводов не в силовой части, а в алгоритме управления и скорости вычислений. Поскольку в программе используется информация о положении ротора, то у сервопривода есть интерфейс для подключения энкодера, установленного на валу двигателя.

В сервосистемах используется принцип подчинённого управления: контур тока подчинён контуру скорости, который в свою очередь подчинён контуру положения (см. теорию автоматического управления). Сначала настраивается самый внутренний контур – контур тока, потом – контур скорости и самым последним настраивается контур положения.

Контур тока всегда реализован в сервоприводе.

Контур скорости (как и датчик скорости) также всегда присутствует в сервосистеме, он может быть реализован как на базе встроенного в привод сервоконтроллера, так и внешнего.

Контур положения используется для точного позиционирования (например, осей подач в станках с ЧПУ).

Если в кинематических связях между исполнительным органом (координатным столом) и валом двигателя нет люфтов, то координата косвенно пересчитывается по значению кругового датчика. Если люфты есть, то на исполнительный орган устанавливается дополнительный датчик положения (который подключается к сервоконтроллеру) для прямого измерения координаты.

Те есть, в зависимости от конфигурации контуров скорости и положения подбирается соответствующий сервоконтроллер и сервопривод (не в любом сервоконтроллере можно реализовать контур положения!).

  • Позиционирование (Positioning)
  • Интерполяция (Interpolation)
  • Синхронизация, электронный редуктор (Gear)
  • Точное поддержание скорости вращения (шпиндель станка)
  • Электронный кулачок (Cam)
  • Программируемый логический контроллер.

В общем случае сервосистема (Motion Control System) может состоять из следующих устройств:

  • Серводвигатель (Servo Motor) с круговым датчиком обратной связи по скорости (он же может выполнять функцию датчика положения ротора)
  • Серворедуктор (Servo Gear)
  • Датчик положения исполнительного механизма (например, линейный датчик координаты оси подач)
  • Сервопривод (Servo Drive)
  • Сервоконтроллер (Motion Controller)
  • Операторский интерфейс (HMI).
  • Сервосистема на базе ПЛК (PLC-based Motion Control)
    • Функциональный модуль управления перемещением добавляется в корзину расширения ПЛК
    • Автономный сервоконтроллер
  • Сервосистема на базе ПК (PC-based Motion Control)
    • Специальный софт Motion Control для планшетного ПК с пользовательским интерфейсом (HMI)
    • Programmable Automation controller (PAC) с функцией управления перемещением
  • Сервосистема на базе привода (Drive-based Motion Control)
    • Преобразователь частоты со встроенным сервоконтроллером
    • Опциональное программное обеспечение, которое загружается в привод и дополняет его функциями управления движением
    • Опциональные платы с функциями управления движением, которые встраиваются в привод.

Компактные бесщёточные серводвигатели с возбуждением от постоянных магнитов (вентильные), обеспечивающие высокую динамику и точность.

Асинхронные

Приводы главного движения и шпинделей инструментальных станков.

Прямой привод (Direct Drive)

Прямой привод не содержит промежуточных передаточных механизмов (шарико-винтовых пар, ремней, редукторов):

  • Линейные двигатели (Linear Motors) могут поставляться вместе с профильными рельсовыми направляющими
  • Моментные двигатели (Torque Motors) — синхронные многополюсные машины с возбуждением от постоянных магнитов, с жидкостным охлаждением, ротор с полым валом. Обеспечивают высокую точность и мощность на низких оборотах.
  • Высокое быстродействие, динамика и точность позиционирования
  • Высокомоментные
  • Малоинерционные
  • Большая перегрузочная способность по моменту
  • Широкий диапазон регулирования
  • Бесщёточные.
Читайте так же:  Ремонт скола на ламинате своими руками

Отсутствие кинематических цепей для преобразования вращательного движения в линейное:

  • Меньше инерционность
  • Нет зазоров
  • Меньше температурные и упругие деформации
  • Меньше износ и снижение точности при эксплуатации
  • Меньше потери на трение – выше КПД.

Микронная точность требуется в металлообрабатывающих станках с ЧПУ, а в штабелёрах достаточно и сантиметра. От точности зависит выбор серводвигателя и сервопривода.

  • Точность позиционирования
  • Точность поддержания скорости
  • Точность поддержания момента.

Статьи, обзоры, цены на станки и комплектующие.

в 400 ваттных сервах Яскава есть шпонка для энкодера. Энкодер можно поставить 4мя вариантами, в энкодере 4 ре прорези.
Будешь разбирать поставь метки чтобы проще было собрать.

Скорее живой. Серва наверно работала постоянно больше номинала.

Разбирай, да смотри то там. Не любоваться же этим дохлым мотором

когда подается сигнал S-ON включается и тормоз, должен быть специальный выход для управления тормозом.

к релюшке или открытому колектору.

Если тормоз тебе не нужен при включении сервы подай на тормоз 24в и будет простая серва

когда станок отключается чтобы оси под весом не сползали.
Тормоз работает медленно и он просто не будет успевать при работе ЧПУ. При этом тормоз имеет такой же или чуть больше момент чем сама серва. То есть если серва 5Нм то тормоз может быть 7Нм, а так как серва может работать с превышением момента то серва при работе в ЧПУ сама работает как тормоз.

Нашими услугами уже воспользовались более 1000 предприятий из более чем 200 городов от малого бизнеса до государственных корпораций. Только за последний год отремонтировано более 2000 единиц сложной промышленной электроники более чем 300 различных производителей. По статистике 90% вышедшего из строя оборудования подлежит восстановлению.

Оплата только за результат – работающий блок

Гарантия на работоспособность блока целиком 6 месяцев

Срок ремонта
от 5 до 15 дней

Бесплатный предварительный осмотр на предмет ремонтопригодности

Не вносим конструктивных изменений

Ремонт на компонентном уровне

Все серводвигатели мы делим на 4 категории в зависимости от сложности ремонта:

  • Сервомотор Allen-Bradley E146578
  • Сервомотор BRUSHLESS B6310P2H 3A052039
  • Сервомотор YASKAWA SGMP- 15V316CT 1P0348-14-6
  • Сервомотор Schneider Electric iSH100/ 30044/ 0/1/00/ 0/00/00/00
  • Сервомотор Siemens 1FK7086- 7SF71- 1EH0
  • Сервомотор Allen-Bradley BULLETIN 1326 AC SERVO MOTOR
  • Сервомотор Rexroth MSK071E- 0200-NN- M1-UG0- NNNN
  • Сервомотор EMERSON Unimotor
  • Сервомотор Fanuc L25/3000 A06B- 0571- B377
  • Сервомотор INDRAMAT 090B-0- JD-3-C/ 110-A-1/SO1
  • Сервомотор Siemens 1FT6134- 6SB71- 2AA0

Определить тип серводвигателя и приблизительную стоимость ремонта мы можем по фотографии шильды. Если вы не знаете, что такое шильда, то вот пример .

Точную стоимость ремонта мы сможем назвать после бесплатного осмотра сервомотора.

Отправка оборудования на осмотр

Оплата счета и начало ремонта

Через 7 дней информация заказчику

15 дней оборудование отправляется заказчику

1. Как определить тип серводвигателя и стоимость ремонта?

Пришлите фото шильды и симптомы неисправности – мы Вам ответим в кратчайшие сроки.

2. Когда вы скажете точную стоимость?

После осмотра оборудования в нашей лаборатории в течение 1-2 дней.

3. Сколько будет стоить диагностика?

Первоначальный осмотр на предмет ремонтопригодности производится бесплатно. Вы платите только за положительный результат ремонта.

4. Что будет, если вы не сможете отремонтировать сервомотор?

Если в процессе ремонта оборудования установлено, что восстановление работоспособности невозможно, мы возвращаем 100% уплаченных денежных средств. Плата за диагностику не взимается.

5. Настраиваете ли вы энкодер после ремонта?

Да, мы настраиваем положение энкодера относительно сервомотора. Однако, на производстве зачастую необходимо настраивать положение самого сервомотора. Это делают специалисты Заказчика , используя документацию от завода-изготовителя.

6. Делаете ли Вы перемотку мотора?

Перемотку мы не осуществляем.

Сервомотор – уникальный вид оборудования, сочетающий в себе надёжную механическую часть и сложные электронные датчики обратной связи (а, в некоторых случаях, и блоки управления самим двигателем). В связи с таким сочетанием совершенно разных составляющих, его ремонт имеет гораздо больше особенностей, в отличие от оборудования, имеющего только электронную и программную части. Для полноценного ремонта сервомотора необходимо восстановить не только механическую и электронную часть, но и настроить их совместное функционирование, что требует высокоточного замера и правильного анализа параметров всех составляющих частей мотора.

Ремонт электронных компонентов, находящихся в составе сервомотора, требует тщательной подготовки и наличия специального оборудования как для настройки, так и для перепрограммирования – чаще всего энкодера. При этом наличие исправного электронного компонента совсем не означает корректную работу мотора, поскольку малейший сбой в его позиционировании внутри мотора (например, вследствие удара или вибраций) автоматически влечёт за собой нарушение функционирования. Зачастую самостоятельные попытки замены энкодера заканчиваются плачевно, поскольку помимо правильной установки он требует позиционирования, кроме того, для работы необходимо наличие специального инструмента и программного обеспечения.

На большинстве промышленных предприятий в процессе производства используются сервомоторы. Высокие/низкие температуры, значительные перепады температур, высокая влажность, высокие динамические нагрузки, химически агрессивная среда и т.п.

Тема раздела Авто Off-Road в категории Автомодели; Симптом 1: Пульт включен,включаем борт.Сервы двинулись в хаотичном порядке и остановились.На пульт не реагируют. Ремонт: проверить надёжность питания на предмет .

Симптом 1:
Пульт включен,включаем борт.Сервы двинулись в хаотичном порядке и остановились.На пульт не реагируют.

Ремонт:
проверить надёжность питания на предмет дребезга контактов,окисления контактов или тумблера.
Возможно будет достаточно поджать (почистить) контакты,в крайнем случае разбираем тумблер и осматриваем его.
Контакты тумблера имеют свойство пригорать.

Читайте так же:  Ремонт принтеров кэнон своими руками

Симптон 2:
Пульт включен,включаем борт.На улице дождь,или снег.Сервы стоят на месте ,на пульт реагируют.
Но периодически сервы подрагивают,при касании рукой антенны борта или антенны пульта ,а также от мокрых капель.

Ремонт:
Нужно просто выдвинуть телескопическую антенну на пульте, п о л н о с т ь ю.

Симптом 3:
Пульт включен,включаем борт.При поворачивании руля влево или вправо серва очень медленно возвращается в исходное состояние.
Или после непродолжительного катания серва становится вялая,например плохо поворачивает.При этом с питанием борта всё впорядке.
И так постоянно ,выносите из дома модель,акб заряжен полностью.Покатались по сырой погоде 10-20 минут и серва “засыпает”.Хотя аккумулятор ещё не сел.

Ремонт:
Разбираем серву,достаём платку.Осматриваем токопроводящие дорожки и детали на предмет окисла.Выглядит как белёсый налёт,либо как частички кристаллов соли зелёного или тёмно синего цвета.Берём уайт спирит и зубную щётку и удаляем эти отложения электролиза.После этого сушим.

Симптом 4:
Пульт включен,включаем борт.Нажимаем к примеру газ плавно,серва перемещается и в какой-то момент доходя до определённого места даёт сбой.

Ремонт:
В нутри сервы находится потенциометр.Он осуществляет обратную связь. То есть,когда серва поворачивает качалку (коромысло) в потенциометре поворачивается ползунок скользящий по графитовой дорожке.Сопротивление потенциометра меняется,схема анализирует перемещения и.т.д.
Поскольку потенциометр не во всех сервах герметичный,в него может попасть вода (влага,на морозе уже лёд),песок,грязь и.т.д. изменение его сопротивления станет непонятным схеме.Отсюда сбой.
Можно просушить серву – если это от влаги,неисправность будет устранена.
Если просушка не помогает,возможно попала грязь.Тогда есть вероятность того что слой графита в потенциометре протёрся и нужна его замена.
Можно поромыть потенциометр , если в нём есть отверстия.Потом просушить и смазать капнув во внутрь силиконового масла (например амортизаторного).
Проверить потенциометр можно даже дешёвым тестером,который стоит как пачка сигарет.Переключаем тестер на режим сопротивлений,подключаем среднюю и крайнюю ногу потенциометра ,поворачиваем потенцометр плавно и смотрим на тестер.Тестер должен показать плавное изменения сопротивления без всяких рывков.Если есть провалы значит потенциометр неисправен.
Изображение - Ремонт серводвигателя своими руками proxy?url=http%3A%2F%2Fcontent.foto.mail.ru%2Fmail%2Ffredloader%2F103%2Fi-128

Мужики, подскажите..
Попался серво(стерво!)двигатель.. который хочет пускается а хочет стоит. ( фото бирки внизу ).
Если не пускается – летят ключики.. печально..

На 3 его обмотки коммутируется сервоприводом с соответствующим сдвигом 0 В, 180 В, 310 В, 180 В, и тд.. – соответстующая “крупно ступенчатая” “синусоида”.

Пускали его отдельно от привода, через нагрузочные лампы по 2 кВт. в каждой из 3-х фаз по 220 В.
Бывает стартанет – крутится.. лампы горят тускленько.
А бывает не стартует, все лампы горят в полнакала.
Ток соответственно больше.
“Вручную” толкнуть – тоже не крутится..
Постоит выключенным несколько минут – стартанет опять..

Говорят желательно не разбирать, дабы “изучить” как он там устроен..

Может кто сталкивался с таким “стерво”..
Подскажите.. что можно с ним сделать, кроме как выкинуть..

Изображение - Ремонт серводвигателя своими руками proxy?url=http%3A%2F%2Frobocraft.ru%2Ffiles%2Fservo%2Fcrs%2Fsg5010_00

После долгих и многократных обещаний себе и всем окружающим, я наконец расскажу как модернизировать сервомашинку и превратить её в убермоторчик.
Достоинства очевидны — мотор редуктор, который можно подключать напрямую к МК без всяких драйверов это круто!
А если серва с подшипниками, да ещё и шестерни металлические, это ваащеее=)

Отмазки
Некоторые действия по переделке серв необратимы и иначе как вандализмом их назвать нельзя.
Всё что далее описывается вы можете повторять, но на свой страх и риск. Если в результате ваших действий безвозвратно погибнет ваша топовая футаба-брендовая, титан-карботовая, суперинтеллектуальная, безынерционная, ручной работы серва за стопицот денег — мы тут совершенно не причём 😉
Так же обратите внимание — шестерни сервы довольно густо обмазаны смазкой — не стоит разбирать их в белоснежной сорочке и на бархатном диване.

Так, запугали, теперь, для успокоения, немного теории=)
Серва, как мы помним , управляется импульсами переменной ширины — они задают угол на который должен повернутся выходной вал (скажем, самые узкие — до упора влево, самые широкие — до упора вправо). Текущее положение вала считывается мозгами сервы с потенциометра, который своим движком связан с выходным валом.
Причём, чем больше разница текущего и заданного углов, тем с большей скоростью вал рванёт в нужную сторону.
Вот именно в этом месте и зарыто многообразие возможных вариантов переделки.
Если мы «введём серву в заблуждение»=) — рассоеденим потенциометр и вал, и заставим считать, что движок потенциометра находится в средней точке, то сможем управлять скоростью и направлением вращения. И всего по одному сигнальному проводу!
Теперь импульсы соответствующие среднему положению выходного вала — это нулевая скорость, чем шире (от «нулевой» ширины) тем быстрее вращение вправо, чем уже (от «нулевой» ширины) тем быстрее вращение влево.

Отсюда следует одно важное свойство серв постоянного вращения — они
не могут поворачиваться на опредёлённый угол, вертется строго определённое количество оборотов и т.п.(мы ведь сами убрали обратную связь) — это в общем-то и не серва уже, а мотор редуктор со встроенным драйвером.

Все эти переделки имеют пару недостатков:
Во-первых — сложность установки нулевой точки — требуется тонкая настройка
Во-вторых очень узкий диапазон регулировки — довольно малое изменение ширины импульса вызывает довольно большое изменение скорости(см видео).
Диапазон можно расширить программно — просто надо иметь ввиду, что диапазон регулировки ширины импульсов (от полного хода по часовой до полного хода против часовой стрелки) переделанной сервы соответствует 80-140 градусам (в AduinoIDE, библиотека Servo).
например в скетче knob достаточно поменять строчку:
на
и всё становится значительно веселее=)
А про загрубление средней точки и другие паятельные переделки я расскажу в следующий раз.

Читайте так же:  Шевроле лачетти ремонт катализатора своими руками

Технический турист
Изображение - Ремонт серводвигателя своими руками proxy?url=http%3A%2F%2Fwww.cnczone.ru%2Fforums%2Fstyle_images%2F1%2Fpip

Группа: Пользователи
Сообщений: 19
Регистрация: 29.10.2007
Из: Московская Область
Пользователь №: 881

Уважаемые ЧПУ Гуру, подмогите
Недавно попалось мне два привода с ОС
4 Щётки подключаются паралельно, то есть запитывается как обычный DC мотор (крутится на ура)
на торце в металическом стакане спрятан оптический энкодер (5 выводов) и
вращающийся диск с рисками шаг примерно: 3 риски, на 1 мм

Шаговиками крутить научился а вот с этим серво моторами засада
ктото подсказал что его можно двигать “какбы шагами” с помощью ШИМа, также как и ШД и по энкодеру отслеживать положение
но чтото в голову ничего умного из схем не приходит

кто сталкивался, небольшую схемку или ссылку где почитать про сиё чудо
а также как им управлять
в электронике немного разбираюсь

В перспективе, прикрутить два этих моторчика на самодельный фрезер
для фрезерования пластика дерева, ПП

PLC похачил, защита там оказалась даже не детской — идиотской, пароль шел от PLC в комп открытым текстом и сверялся с введеным уже в софте. Так что RS232 сниффер это наше все 🙂 Рубанул капусты и решил ее куда нибудь потратить. На глаза попалась сервомашинка HS-311. Вот и прикупил ее показать что это за зверь.

Серва это краеугольный камень механики радиоуправляемых моделей, а последнее время и домашней робототехники. Представляет собой небольшой блок с двигателем, редуктором и схемой управления. На вход сервомашинки подается питалово и управляющий сигнал, задающий угол на который надо выставить вал сервы.

В основном все управление тут стандартизировано (если есть тут RCшники, то может добавите свои пять копеек?) и сервомашинки, по большей части, различаются усилием на валу, быстродействием, точностью управления, габаритами, весом и материалом изготовления шестеренок. Цена колеблется от 200-300 рублей за самую дешевую и до бесконечности за ультрамегатехнологичные девайсы. Как и в любой фанатской области, верхняя планка цен тут не ограничена и наверняка под потолком в ход идут какие нибудь шестерни из перфорированного титана и карбоновые корпуса с обратной связью через миллионимпульсный оптический энкодер =) В общем, всегда можно чем нибудь померяться.

Я же не стал выпендриваться и взял пока самую дешевую, самую распространенную HS-311. Тем более у меня уже есть планы по ее переделке.

Характеристики HS-311

  • Момент на валу: 3кг*см
  • Размеры: 41x20x37 мм
  • Вес: 44.5 гр
  • Скорость поворота вала на 60 градусов: 0.19 сек
  • Управление импульсное
  • Цена: 350-450р

Сама серва как таковая мне особо не нужна, а вот редуктор из нее вполне сгодится. Тем более я видел UpgradeKit для нее с металлическими шестеренками 🙂 Впрочем, под мои задачи и пластик сгодится.

Конструктив:
Первым делом я ее разобрал — с детства у меня такая привычка, новые игрушки курочить.
Корпус размером примерно со спичечный коробок, чуток потолще.

Если выкрутить винт из оси, то колесо снимается и становится видно, что вал зазубренный — не будет прокручивать.

Если выкрутить четыре винта, то можно снять крышку редуктора:

Как видно, тут четырехступечнатый цилиндрический редуктор. Передаточное число не скажу, но большое.

Сняв нижнуюю крышку можно увидеть плату управления:

Видно четыре транзистора, образующие H-мост позволяющий реверсить движок и микросхему логики. Микруха, кстати, их разработки. Так что даташит на нее фиг найдешь. Дальше разобрать не удалось. Движок там словно вклеен, а плата сделана из такого говнистого гетинакса, что я чуть не разломал ее пополам когда пытался выковырять. Поскольку пока окончательно ломать родную логику в мои планы не входило я не стал вторгаться в моторный отсек. Тем более ничего интересного там нет.

Если снять все шестеренки, то видно вал резистора обратной связи по положению:

Примерный конструктив можно увидеть на схеме которую я тут по быстрому набросал:

Выходной вал намертво связан с валом переменного резистора обратной связи. Поэтому серва всегда знает в каком она положении в данный момент. Из минусов — невозможность сделать полный оборот. Например эта может крутить валом не больше чем на 180 градусов. Впрочем, можно выломать ограничительный упор, а резистор путем хирургического вмешательства превратить в энкодер (кто там возмущался, что идея энкодера из резистора бесполезна? 😉 Попробуй те ка подобрать энкодер в аккурат чтобы встал вместо сервовского?) Родную плату при этом конечно придется выбросить, но мы ведь легких путей не ищем? В общем, скоро займусь апгрейдом этого девайса и превращением сервомашинки в серводвигатель.

Управление:
С конструктивом все понятно, теперь о том как же этим зверем рулить. У из сервомашинки торчит три провода. Земля (черный), Питание 5 вольт (красный) и сигнальный (желтый или белый).

Управление у нее импульсное, по сигнальному проводу. Для того, чтобы повернуть серву на нужный угол ей надо на вход подавать импульс с нужной длительностью.

0.8мс это примерно 0 градусов, крайне левое положение. 2.3мс это около 170 градусов — крайне правое. 1.5мс — среднее положение. Между импульсами производитель рекомендует давать 20мс. Но это не критично и машинку можно разогнать.

Работа контрольной логики
Как работает управление? Да просто! Когда на вход приходит импульс, то он своим передним фронтом запускает одновибратор внутри сервомашинки. Одновибратор это блок выдающий один импульс заданной длительности по запускающему фронту. Длительность этого внутреннего импульса зависит исключительно от положения переменного резистора, т.е. от текущего положения выходного вала.

Читайте так же:  Ремонт и обслуживание своими руками шкода октавия

Далее эти два импульса сравниваются на тупейшей логике. Если внешний импульс короче внутреннего, то эта разность подасться на двигатель в одной полярности. Если внешний импульс длинней внутреннего, то полярность подачи на движок будет другой. Под действием одного импульса движок дернется в сторону уменьшения разности. А поскольку импульсы идут часто (20мс между каждым) то на двигло идет подобие ШИМа. И чем больше разность между заданием и текущим положением, тем больше коэффициент заполнения и движок активней стремится эту разность ликвидировать.
В итоге, когда импульсы задающие и внутренние сравняются по длительности движок или остановится или, что вероятней, т.к. схема не идеальная — переменный резистор дребезжит, поэтому идеального равенства не будет, начнет «рыскать». Подрагивая то в одну то в другую сторону. Чем более убитый резистор или хуже задающие импульсы, тем больше эти рыскания.

На картинке я изобразил два случая когда задающий импульс длинней внутреннего и когда короче. А внизу показал как выглядит сигнал на движке при выходе на заданую точку. Это, собственно, классический случай пропорционального управления.

Частота следования импульсов определяет быстроту с которой сервомашинка будет вращать валом. Минимальный интервал, выше которого скорость перестает возрастать, а дребезг усиливается это порядка 5-8мс. Ниже 20мс серва становится задумчиво тормозной. ИМХО оптимальная пауза около 10-15мс.

Для того, чтобы поиграть сим девайсом я по быстрому накидал программку на Mega16 своем ядре. Правда высчитывать полный диапазон от 0.8 до 2.3 мне было влом. Посчитал для 1…2мс импульса. Это где то 100 градусов.

Сделано все на RTOS, поэтому я опишу только прерывания и задачи.

Задача сканирования АЦП — раз в 10мс запускает АЦП на преобразование. Можно конечно было бы Freerunning mode (режим непрерывного преобразования) сделать, но я не хотел, чтобы МК дергался каждые несколько микросекунд на прерывание.

Изображение - Ремонт серводвигателя своими руками proxy?url=http%3A%2F%2Frobocraft.ru%2Ffiles%2Fservo%2Fcrs%2Fsg5010_00

После долгих и многократных обещаний себе и всем окружающим, я наконец расскажу как модернизировать сервомашинку и превратить её в убермоторчик.
Достоинства очевидны — мотор редуктор, который можно подключать напрямую к МК без всяких драйверов это круто!
А если серва с подшипниками, да ещё и шестерни металлические, это ваащеее=)

Отмазки
Некоторые действия по переделке серв необратимы и иначе как вандализмом их назвать нельзя.
Всё что далее описывается вы можете повторять, но на свой страх и риск. Если в результате ваших действий безвозвратно погибнет ваша топовая футаба-брендовая, титан-карботовая, суперинтеллектуальная, безынерционная, ручной работы серва за стопицот денег — мы тут совершенно не причём 😉
Так же обратите внимание — шестерни сервы довольно густо обмазаны смазкой — не стоит разбирать их в белоснежной сорочке и на бархатном диване.

Так, запугали, теперь, для успокоения, немного теории=)
Серва, как мы помним , управляется импульсами переменной ширины — они задают угол на который должен повернутся выходной вал (скажем, самые узкие — до упора влево, самые широкие — до упора вправо). Текущее положение вала считывается мозгами сервы с потенциометра, который своим движком связан с выходным валом.
Причём, чем больше разница текущего и заданного углов, тем с большей скоростью вал рванёт в нужную сторону.
Вот именно в этом месте и зарыто многообразие возможных вариантов переделки.
Если мы «введём серву в заблуждение»=) — рассоеденим потенциометр и вал, и заставим считать, что движок потенциометра находится в средней точке, то сможем управлять скоростью и направлением вращения. И всего по одному сигнальному проводу!
Теперь импульсы соответствующие среднему положению выходного вала — это нулевая скорость, чем шире (от «нулевой» ширины) тем быстрее вращение вправо, чем уже (от «нулевой» ширины) тем быстрее вращение влево.

Отсюда следует одно важное свойство серв постоянного вращения — они
не могут поворачиваться на опредёлённый угол, вертется строго определённое количество оборотов и т.п.(мы ведь сами убрали обратную связь) — это в общем-то и не серва уже, а мотор редуктор со встроенным драйвером.

Все эти переделки имеют пару недостатков:
Во-первых — сложность установки нулевой точки — требуется тонкая настройка
Во-вторых очень узкий диапазон регулировки — довольно малое изменение ширины импульса вызывает довольно большое изменение скорости(см видео).
Диапазон можно расширить программно — просто надо иметь ввиду, что диапазон регулировки ширины импульсов (от полного хода по часовой до полного хода против часовой стрелки) переделанной сервы соответствует 80-140 градусам (в AduinoIDE, библиотека Servo).
например в скетче knob достаточно поменять строчку:
на
и всё становится значительно веселее=)
А про загрубление средней точки и другие паятельные переделки я расскажу в следующий раз.

Изображение - Ремонт серводвигателя своими руками 12342352113
Автор статьи: Антон Кислицын

Я Антон, имею большой стаж домашнего мастера и фрезеровщика. По специальности электрик. Являюсь профессионалом с многолетним стажем в области ремонта. Немного увлекаюсь сваркой. Данный блог был создан с целью структурирования информации по различным вопросам возникающим в процессе ремонта. Перед применением описанного, обязательно проконсультируйтесь с мастером. Сайт не несет ответственности за прямой или косвенный ущерб.

Обо мнеОбратная связь
Оцените статью:
Оценка 4.8 проголосовавших: 6

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here