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

5 525 4
đồ án thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy, chương 5 pps

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 26 5 ĐỘNG CƠ RC SERVO 5.1 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ RC SERVO 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. Hình 5.1 Động cơ RC Servo GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 27 Động cơ RC Servo có moment xoắn cao so với kích thước của nó, có thể cho vò trí góc chính xác bằng cách cung cấp xung theo phương thức điều biến độ rộng xung (PWM); độ rộng của xung sẽ quyết đònh vò trí góc của trục động cơ. 5.2 CẤU TẠO ĐỘNG CƠ RC SERVO Động cơ RC Servo cực kỳ tiện dụng trong lónh vực Robotics. Sáu động cơ RC Servo HS300 của hãng HITEC (hình 5.1) đã được chọn sử dụng trong đề tài này. Động cơ này khá nhỏ với kích thước: 41 x 20 x 36,5mm, trọng lượng 47,1g và các thông số kỹ thuật khác như sau: - Moment xoắn 3 kg.cm. - Điện áp sử dụng 4,8V ÷ 6V. - Nhiệt độ vận hành -20 ÷ +60 o C. - Tốc độ quay tối đa 60 o /0,19 giây. - Dòng tiêu thụ 8mA ở trạng thái nghỉ, 150mA lúc làm việc không tải. Hình 5.2 Kích thước của động cơ RC Servo Bên trong động cơ có tích hợp mạch điều khiển, bộ truyền bánh răng (hình 5.3) và một thiết bò hồi tiếp là một biến trở xoay được nối với trục ngoài của động cơ (hình 5.4). Biến trở này có tác dụng theo dõi vò trí góc của trục động cơ thông qua cường độ dòng đưa vào. Nếu trục động cơ đạt được vò trí góc yêu cầu GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 28 thì động cơ sẽ được tắt, ngược lại thì động cơ sẽ quay đến khi nào đạt được vò trí góc được quy đònh bởi độ rộng xung đưa vào. Hình 5.3 Bộ truyền bánh răng Trục động cơ chỉ có thể quay một góc giới hạn là 180 0 hoặc 210 0 (tùy thuộc vào hãng sản xuất động cơ) là do có một chốt nhựa ở bên trong. Nếu muốn động cơ RC Servo quay toàn vòng, ta phải cắt bỏ chốt này đi (hình 5.5). Động cơ có 3 dây ra: 1 dây nguồn (đỏ), 1 dây mass (đen), 1 dây tín hiệu điều khiển (màu vàng/trắng). Hình 5.4 Cấu tạo bên trong của RC Servo GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 29 Hình 5.5 Chốt nhựa giới hạn trước và sau khi bò cắt 5.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ RC SERVO Như đã nói ở trên vò trí góc của động cơ RC Servo điều khiển dựa trên nguyên lý PWM. Để điều khiển động cơ RC Servo, ta sẽ cấp xung mỗi 20ms một lần. Và độ rộng của xung cấp sẽ quyết đònh vò trí góc của trục động cơ. Chẳng hạn với xung có độ rộng 1.5ms thì trục động cơ sẽ quay đến vò trí góc 90 0 (thường được gọi là Neutral), nếu độ rộng nhỏ hơn 1.5ms thì trục động cơ sẽ quay gần về vò trí góc 0 0 và ngược lại nếu lơn hơn 1.5ms thì trục động cơ sẽ quay gần đến vò trí góc 180 0 (hình 5.6). Hình 5.6 Giản đồ xung kích RC Servo Với nguyên tắc điều khiển như vậy thì ta có một phương án cấp xung cho động cơ như sau: góc quay của một động cơ là 180 0 , để quay hết 180 0 đó, ta cần cấp xung có độ rộng từ 1,25ms cho đến 1,75ms, tức là khoảng 500µs. Càng chia nhỏ khoảng này thì vò trí góc của động cơ đạt được càng nhiều. Ví dụ: nếu ta có thể cấp xung với độ rộng chia nhỏ khoảng 2µs thì trong khoảng 500µs ta thu GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 30 được 255 vò trí góc của động cơ, điều này có nghóa là mỗi vò trí góc của động cơ là 0,7 0 , còn nếu ta có thể cấp xung với độ rộng chia nhỏ khoảng 1µs thì trong khoảng 500µs đó, ta có thể thu được 500 vò trí góc của động cơ, tức là mỗi vò trí góc là 0,35 0 . Điều này có ý nghóa rất lớn đến độ chính xác khi điều khiển tay máy. Trong luận văn này, độ chia đạt được đến 0,32 0 , tức 560 vò trí góc của động cơ. 5.4 KẾT LUẬN Chương này chúng ta đã nghiên cứu về động cơ RC Servo, chúng ta đã biết được nguyên tắc xác đònh góc, cũng như các đặc tính về kỹ thuật khác của nó. Tiếp theo chương sau chúng ta sẽ tiến hành nghiên cứu về vi xử lý họ AVR. Đây là một họ vi xử lý khá mạnh, có thời gian đáp ứng rất cao rất thuận tiện cho việc điều khiển động cơ. GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng . Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 26 5 ĐỘNG CƠ RC SERVO 5. 1 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ RC SERVO Động cơ RC (Radio Control) Servo đầu tiên được thiết kế để sử dụng trong điều khiển. GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 29 Hình 5. 5 Chốt nhựa giới hạn trước và sau khi bò cắt 5. 3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ RC SERVO. trong khoảng 50 0µs ta thu GVHD: TS. NGUYỄN VĂN GIÁP SVTH: Nguyễn Nhật Tân-Nguyễn Lê Tùng Thiết kế, chế tạo và điều khiển tay máy Trang 30 được 255 vò trí góc của động cơ, điều này có nghóa

Ngày đăng: 03/07/2014, 05:20

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • 5

    • ĐỘNG CƠ RC SERVO

      • 5.1 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ RC SERVO

      • 5.2 CẤU TẠO ĐỘNG CƠ RC SERVO

        • Hình 5.3 Bộ truyền bánh răng

      • 5.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ R

      • KẾT LUẬN

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan