đồ án thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy, chương 5

Chia sẻ: Dang Cay | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

0
201
lượt xem
118
download

đồ án thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy, chương 5

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Động cơ RC (Radio Control) Servo đầu tiên được thiết kế để sử dụng trong điều khiển máy bay hoặc xe hơi. Về sau, động cơ này được sử dụng phổ biến như là các cơ cấu chấp hành được điều khiển bằng vi xử lý, vừa nhỏ gọn, vừa tiết kiệm năng lượng lại rẻ tiền. Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Động cơ RC Servo có moment xoắn cao so với kích thước của nó, có thể cho vị trí góc chính xác bằng cách cung cấp xung theo phương thức điều biến độ rộng xung (PWM);...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: đồ án thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy, chương 5

  1. Thieát keá, cheá taïo vaø ñieàu khieån tay maùy Trang 26 5 ÑOÄNG CÔ RC SERVO 5.1 GIÔÙI THIEÄU ÑOÄNG CÔ RC SERVO Ñoäng cô RC (Radio Control) Servo ñaàu tieân ñöôïc thieát keá ñeå söû duïng trong ñieàu khieån maùy bay hoaëc xe hôi. Veà sau, ñoäng cô naøy ñöôïc söû duïng phoå bieán nhö laø caùc cô caáu chaáp haønh ñöôïc ñieàu khieån baèng vi xöû lyù, vöøa nhoû goïn, vöøa tieát kieäm naêng löôïng laïi reû tieàn. Hình 5.1 Ñoäng cô RC Servo GVHD: TS. NGUYEÃN VAÊN GIAÙP SVTH: Nguyeãn Nhaät Taân-Nguyeãn Leâ Tuøng
  2. Thieát keá, cheá taïo vaø ñieàu khieån tay maùy Trang 27 Ñoäng cô RC Servo coù moment xoaén cao so vôùi kích thöôùc cuûa noù, coù theå cho vò trí goùc chính xaùc baèng caùch cung caáp xung theo phöông thöùc ñieàu bieán ñoä roäng xung (PWM); ñoä roäng cuûa xung seõ quyeát ñònh vò trí goùc cuûa truïc ñoäng cô. 5.2 CAÁU TAÏO ÑOÄNG CÔ RC SERVO Ñoäng cô RC Servo cöïc kyø tieän duïng trong lónh vöïc Robotics. Saùu ñoäng cô RC Servo HS300 cuûa haõng HITEC (hình 5.1) ñaõ ñöôïc choïn söû duïng trong ñeà taøi naøy. Ñoäng cô naøy khaù nhoû vôùi kích thöôùc: 41 x 20 x 36,5mm, troïng löôïng 47,1g vaø caùc thoâng soá kyõ thuaät khaùc nhö sau: - Moment xoaén 3 kg.cm. - Ñieän aùp söû duïng 4,8V ÷ 6V. - Nhieät ñoä vaän haønh -20 ÷ +60oC. - Toác ñoä quay toái ña 60o/0,19 giaây. - Doøng tieâu thuï 8mA ôû traïng thaùi nghæ, 150mA luùc laøm vieäc khoâng taûi. Hình 5.2 Kích thöôùc cuûa ñoäng cô RC Servo Beân trong ñoäng cô coù tích hôïp maïch ñieàu khieån, boä truyeàn baùnh raêng (hình 5.3) vaø moät thieát bò hoài tieáp laø moät bieán trôû xoay ñöôïc noái vôùi truïc ngoaøi cuûa ñoäng cô (hình 5.4). Bieán trôû naøy coù taùc duïng theo doõi vò trí goùc cuûa truïc ñoäng cô thoâng qua cöôøng ñoä doøng ñöa vaøo. Neáu truïc ñoäng cô ñaït ñöôïc vò trí goùc yeâu caàu GVHD: TS. NGUYEÃN VAÊN GIAÙP SVTH: Nguyeãn Nhaät Taân-Nguyeãn Leâ Tuøng
  3. Thieát keá, cheá taïo vaø ñieàu khieån tay maùy Trang 28 thì ñoäng cô seõ ñöôïc taét, ngöôïc laïi thì ñoäng cô seõ quay ñeán khi naøo ñaït ñöôïc vò trí goùc ñöôïc quy ñònh bôûi ñoä roäng xung ñöa vaøo. Hình 5.3 Boä truyeàn baùnh raêng Truïc ñoäng cô chæ coù theå quay moät goùc giôùi haïn laø 1800 hoaëc 2100 (tuøy thuoäc vaøo haõng saûn xuaát ñoäng cô) laø do coù moät choát nhöïa ôû beân trong. Neáu muoán ñoäng cô RC Servo quay toaøn voøng, ta phaûi caét boû choát naøy ñi (hình 5.5). Ñoäng cô coù 3 daây ra: 1 daây nguoàn (ñoû), 1 daây mass (ñen), 1 daây tín hieäu ñieàu khieån (maøu vaøng/traéng). Hình 5.4 Caáu taïo beân trong cuûa RC Servo GVHD: TS. NGUYEÃN VAÊN GIAÙP SVTH: Nguyeãn Nhaät Taân-Nguyeãn Leâ Tuøng
  4. Thieát keá, cheá taïo vaø ñieàu khieån tay maùy Trang 29 Hình 5.5 Choát nhöïa giôùi haïn tröôùc vaø sau khi bò caét 5.3 NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG CUÛA ÑOÄNG CÔ RC SERVO Nhö ñaõ noùi ôû treân vò trí goùc cuûa ñoäng cô RC Servo ñieàu khieån döïa treân nguyeân lyù PWM. Ñeå ñieàu khieån ñoäng cô RC Servo, ta seõ caáp xung moãi 20ms moät laàn. Vaø ñoä roäng cuûa xung caáp seõ quyeát ñònh vò trí goùc cuûa truïc ñoäng cô. Chaúng haïn vôùi xung coù ñoä roäng 1.5ms thì truïc ñoäng cô seõ quay ñeán vò trí goùc 900 (thöôøng ñöôïc goïi laø Neutral), neáu ñoä roäng nhoû hôn 1.5ms thì truïc ñoäng cô seõ quay gaàn veà vò trí goùc 00 vaø ngöôïc laïi neáu lôn hôn 1.5ms thì truïc ñoäng cô seõ quay gaàn ñeán vò trí goùc 1800 (hình 5.6). Hình 5.6 Giaûn ñoà xung kích RC Servo Vôùi nguyeân taéc ñieàu khieån nhö vaäy thì ta coù moät phöông aùn caáp xung cho ñoäng cô nhö sau: goùc quay cuûa moät ñoäng cô laø 1800, ñeå quay heát 1800 ñoù, ta caàn caáp xung coù ñoä roäng töø 1,25ms cho ñeán 1,75ms, töùc laø khoaûng 500µs. Caøng chia nhoû khoaûng naøy thì vò trí goùc cuûa ñoäng cô ñaït ñöôïc caøng nhieàu. Ví duï: neáu ta coù theå caáp xung vôùi ñoä roäng chia nhoû khoaûng 2µs thì trong khoaûng 500µs ta thu GVHD: TS. NGUYEÃN VAÊN GIAÙP SVTH: Nguyeãn Nhaät Taân-Nguyeãn Leâ Tuøng
  5. Thieát keá, cheá taïo vaø ñieàu khieån tay maùy Trang 30 ñöôïc 255 vò trí goùc cuûa ñoäng cô, ñieàu naøy coù nghóa laø moãi vò trí goùc cuûa ñoäng cô laø 0,70, coøn neáu ta coù theå caáp xung vôùi ñoä roäng chia nhoû khoaûng 1µs thì trong khoaûng 500µs ñoù, ta coù theå thu ñöôïc 500 vò trí goùc cuûa ñoäng cô, töùc laø moãi vò trí goùc laø 0,350. Ñieàu naøy coù yù nghóa raát lôùn ñeán ñoä chính xaùc khi ñieàu khieån tay maùy. Trong luaän vaên naøy, ñoä chia ñaït ñöôïc ñeán 0,320, töùc 560 vò trí goùc cuûa ñoäng cô. 5.4 KEÁT LUAÄN Chöông naøy chuùng ta ñaõ nghieân cöùu veà ñoäng cô RC Servo, chuùng ta ñaõ bieát ñöôïc nguyeân taéc xaùc ñònh goùc, cuõng nhö caùc ñaëc tính veà kyõ thuaät khaùc cuûa noù. Tieáp theo chöông sau chuùng ta seõ tieán haønh nghieân cöùu veà vi xöû lyù hoï AVR. Ñaây laø moät hoï vi xöû lyù khaù maïnh, coù thôøi gian ñaùp öùng raát cao raát thuaän tieän cho vieäc ñieàu khieån ñoäng cô. GVHD: TS. NGUYEÃN VAÊN GIAÙP SVTH: Nguyeãn Nhaät Taân-Nguyeãn Leâ Tuøng

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản