Kurs elektroniki II - #9 - czujnik przeszkód, sterownik serwa

[Zuraw]

@Gieneq   dioda ma napięcia a rezystor nie. Wogule rezystor nie ma ani napięcia ani prądu

[slv7]

Mam pytanie dotyczące ćwiczenia z serwem.

W kursie jest napisane, że wychyleniem serwa steruje się przy pomocy szerokości impulsu (od 1 do 2 ms). Rozumiem, że ten impuls jest stanem wysokim układu (poprawcie mnie, jeśli się mylę). W dalszej części kursu są wzory:

StanWysoki = ln(2) * (Ra + Rb) * C
StanNiski = ln(2) * Rb * C

Patrząc na rysunek, na podstawie którego złożyłem działający układ, do obliczenia powyższych wartości wykorzystuję dane:
C = 0,000000470 F
Rb = 56000 Ω
Ra(minimalne przekręcenie potencjometru) = 1000 Ω
Ra(maksymalne przekręcenie potencjometru = 1000 Ω + 5000 Ω = 6000 Ω
ln(2) ~ 0.693

Obliczmy czas trwania stanu niskiego:
StanNiski = ln(2) * Rb * C = 0.693 * 56000 Ω * 0,000000470 F = 0,0182 s = 18,2 ms

A teraz minimalny oraz maksymalny czas trwania stanu wysokiego:
StanWysoki (minimalny) = ln(2) * (Ra + Rb) * C = 0.693 * (1000 Ω + 56000 Ω) * 0,000000470 F = 0,0186 s = 18,6 ms
StanWysoki (maksymalny) = ln(2) * (Ra + Rb) * C = 0.693 * (6000 Ω + 56000 Ω) * 0,000000470 F = 0,0202 s = 20,2 ms

Skoro serwo steruje się szerokością impulsu od 1 do 2 ms, to dlaczego z obliczeń wychodzi 18,6-20,2 ms? Kolejną sprawą jest wypełnienie pasma, dla szerokości impulsu 2 ms w cyklu 20 ms wynosi ono 10%. Patrząc na obliczenia powyżej (stan wysoki maksymalny 20,2 ms + stan niski 18,2 ms = 38,4 ms) wypełnienie pasma dla szerokości impulsu 20,2 ms wnosi w przybliżeniu 52,6%. 

Jak to w końcu jest z sygnałem sterowania serwem w ćwiczeniu z kursu? Gdzie jest błąd w moich obliczeniach?

[Treker (Damian Szymański)]

@slv7 Twoje obliczenia są oczywiście poprawne - można to np. zweryfikować takim kalkulatorem: http://www.ohmslawcalculator.com/555-astable-calculator Zwróć jednak uwagę, że te wzory są "poprawne" dla podstawowego, ogólnego schematu pracy NE555 w trybie astabilnym. W przypadku ćwiczenia z serwomechanizmem schemat jest trochę inny - została dodana tam dioda, która sprawia, że te rezystancje "działają" w układzie jednak trochę inaczej. Zerknij jeszcze raz na ten fragment artykułu 🙂

[slv7]

Faktycznie, w stanie wysokim prąd płynie przez Ra (opornik 1 kΩ + potencjometr ~0 - 5 kΩ) omijając Rb przez diodę. Z kolei w stanie niskim prąd płynie już przez Rb (56 kΩ) od naładowanego kondensatora C4 (470 nF), bo dioda jest w stanie zaporowym.

Rozumiem, że w takim razie dla stanu wysokiego przyjmuję Rb jako 0 Ω, bo prąd płynie przez diodę?

Obliczenia dla stanu wysokiego w zależności od  ustawienia potencjometru przedstawiają się następująco:

StanWysoki (minimalny) = ln(2) * (Ra + Rb) * C = 0.693 * (1000 Ω + 0 Ω) * 0,000000470 F = 0,0003 s = 0,3 ms
StanWysoki (maksymalny) = ln(2) * (Ra + Rb) * C = 0.693 * (6000 Ω + 0 Ω) * 0,000000470 F = 0,00195 s = 2,0 ms

Nie pasuje mi wynik 0,3 ms dla maksymalnie skręconego potencjometru. Podejrzewam, że na diodzie też pojawia się jakiś opór, ale nie znalazłem informacji jak go sprawdzić. Z obliczeń wychodzi, że jeśli założyć wynik 1,0 ms:

R(diody) + Ra(minimalny) = Czas / (ln(2)* C)
R(diody) + 1000 Ω = 1,0 ms / (0.693 * 0,000000470 F)
R(diody) = 3070  Ω - 1000 Ω = 2070 Ω

Poprawcie mnie, jeśli jestem w błędzie 😜

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Treker (Damian Szymański)]

@slv7 jak dla mnie wszystko wygląda dobrze (ale mogłem coś przeczyć). Pamiętaj, że te obliczenia są teoretyczne. W praktyce i tak elementy mają inne wartości (tolerancja), a po drugie nie jesteśmy w stanie zawsze dobrać idealnych wartości - trzeba korzystać z tego co jest dostępne w danym szeregu. Więcej na ten temat opisaliśmy w tym artykule: Jak dobrać rezystor do diody? Różne metody zasilania LED!. Serwomechanizmy też nie działają idealnie w podanym zakresie, mają swoją tolerancję, a nawet jak czas trwania sygnału wyjście poza zakres pracy serwa to silnik "nie wybuchnie" i tak zadziała, a różnica będzie raczej w tym przypadku niewidoczna dla naszego oka 😉

[Gieneq]

@Zuraw miałem majówkę bez komputera więc dopiero siadam do forum 😉 jak tam udało Ci się coś zdziałać? Skoro prąd nie płynął to podejrzewam, że coś nie stykało, czy sprawdziłeś kabelki?

[Zuraw]

Tak już wszystko ok dzięki za pomoc

[Tomek9755]

Mam problem z ćwiczeniem z serwem. Składałem wszystko od podstaw już 3 razy i za każdym razem mechanizm nie reaguje na ruch potencjometrem. Czasem kiedy sygnał na serwo jest odłączony to z serwa słychać pisk. Podłączyłem kabel sygnałowy do na krótko przez rezystor pomijając NE555 i wtedy serwo reaguje ale nie za każdym razem. Czyżby było uszkodzone?

[Gieneq]

11 godzin temu, Tomek9755 napisał:

Czasem kiedy sygnał na serwo jest odłączony to z serwa słychać pisk.

Gdy przewód sygnałowy serwa "wisi w powietrzu" ? A możesz wtedy lekko pokręcić orczykiem, nie stawia on oporu wynikającego z przeciwdziałania silnika?

 

[Tomek9755]

@Gieneq 

9 minut temu, Gieneq napisał:

Gdy przewód sygnałowy serwa "wisi w powietrzu" ? A możesz wtedy lekko pokręcić orczykiem, nie stawia on oporu wynikającego z przeciwdziałania silnika?

 

Próbowałem nim poruszyć ale nie używałem do tego zbytniej siły i nie było efektu. Próbowałem też pokręcić orczykiem jednocześnie podając mu sygnał ale to też nie dało efektu. Serwo działa jedynie raz na kilka prób, w pozostałych słychać jedynie że chce się poruszyć ale jakby je coś blokowało 

[Treker (Damian Szymański)]

@Tomek9755 spróbuj jeszcze delikatnie przekręcić trochę w lewo/prawo serwomechanizm, gdy będzie zupełnie odłączony od układu. Daj znać czy wtedy obraca się ono bez problemu.

[Tomek9755]

@Treker serwo można obracać jednak raz na jakiś czas się blokuje,wtedy trzeba je cofnąć i znowu pracuje jak trzeba. Wielkie dzięki za poradę 

Edytowano Maj 10, 2020 przez Tomek9755

[Treker (Damian Szymański)]

@Tomek9755 jeśli ten problem nie ustąpi to zgłoś reklamację do Botlandu na pewno chętnie pomogą i wymienią serwomechanizm 🙂

[Krzysiek_Kr]

Cześć 👋
Co zrobiłem nie tak w sterowniku serwa, jeżeli zmiana pozycji potencjometru zmienia napięcie na pinie nr. 3?

Edytowano Maj 21, 2020 przez Krzysiek_Kr

[Treker (Damian Szymański)]

@Krzysiek_Kr witam na forum 🙂 A co dokładnie masz na myśli pisząc o zmianie napięcia? Czy serwo nie działa poprawnie? Jeśli "tylko" mierzysz napięcie miernikiem, to zmiany wypełnienia sygnału PWM będą właśnie traktowane jako zmiana napięcia (bo miernik uśrednia pomiar).