Сервомашинки

[ПАЦО]

Доколкото знам, всички сервота са с потенциометър. Той обаче внася нищожна грешка, дори и да е с лош температурен коефициент. Когато се променя съпротивлението на потенциометъра под влияние на температурата, горната и долната част (над и под плъзгача) се променят ПРОПОРЦИОНАЛНО. Следователно напрежението на средния извод НЕ СЕ ПРОМЕНЯ. Ако има завишено контактно съпротивление в резултат на износване, това съпротивление се явява последователно свързано на средния извод, което означава, че напрежението на средния извод отново НЕ СЕ ПРОМЕНЯ. Следователно потенциометрите не могат да бъдат виновни за температурната нестабилност, дори и да са кекави или силно износени (стига да не прекъсват).

Колкото до моторите на сервотата - да, има много хубави сервота за клас 450, които са с Brushless мотор. Има и по-добри и по-бързи, които са с Coreless мотор - това е мотор с много малка маса на ротора, която позволява много бързо развъртане. Представляват метална или магнитна сърцевина и метален или магнитен статор, а в междината между тях се върти само намотка от медни жици или директно печатна бобина върху тънък стъклоплат. Идеята е масата на ротора да е колкото се може по-малка.

Ето сервомашинки за опашка с Coreless мотор:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/s...idProduct=8255
http://www.hobbyking.com/hobbyking/s...dProduct=11624
http://www.hobbyking.com/hobbyking/s...idProduct=8254
Цените им са около 50$, но за сметка на това са супер бързи и точни.

Имам два въпроса:Потенциометъра според вас как се захранва от генератор на ток или от генератор на напрежение? И при износване на графитния слой какво се променя контактното съпротивление или линеиноста?Всъщност кое е по важно за сервата точноста на съпротивлението на потенциометъра и неговата температурна стабилност или линейноста му?

[ПАЦО]

И понеже се заговорихме за серва се сетих за един стар номер как можем да увеличим ъгала на завъртане на сервото, става като поставим pоследователно в двата края на потенциометъра по едно съпротивление.Еднакво. Дано това да е от полза на някого на мен ми свърши работа при стойката за камерата!

[Mateev]

Имам два въпроса:Потенциометъра според вас как се захранва от генератор на ток или от генератор на напрежение? И при износване на графитния слой какво се променя контактното съпротивление или линеиноста?Всъщност кое е по важно за сервата точноста на съпротивлението на потенциометъра и неговата температурна стабилност или линейноста му?

Не знам как точно е реализирано свързването на потенциометъра при различните сервомашинки, но мога да предполагам, че има различни схемни решения, а от там и натрупване на различни грешки. Близко е до ума, че при евтините сервомашинки е използвано евтино схемно решение, вероятно със стабилизатор на напрежение. Другия начин е потенциометъра да се сложи в обратната връзка на операционен усилвател. Може и в мостова схема. При всички случаи за да има температурна компенсация схемата трябва да е такава, щото да не се влияе от абсолютната стойност на съпротивлението в горното и долното рамо, а от тяхното съотношение. Има много такива схемни решения.

Генератор на ток е лоша идея, ако на средния извод искаме да мерим напрежение. Виж ако схемата е така организирана, щото да мерим тока на средния извод, тогава трябва да го захраним с генератор на ток. И в двата случая обаче трябва да се има предвид факта, че самите генератори на ток или напречение си имат точност и температурна стабилност, обусловлени от точността и температурната стабилност на компонентите вътре в тях. Постигането на 1% е лесно и евтино, 0.1% е по трудно и по-скъпо, а 0.01% е почти невъзможно (освен в лабораторни условия).

Според мене най-добрия начин е един потенциометър да се захрани с еталонното напрежение на АЦП-то, без никаква допълнителна външна електроника, за да не се добавя допълнителна грешка. После същото това АЦП мери напрежението на средния извод. При такова схемно решение се постига компенсация на грешката от неточност на еталонното напрежение и компенсация на температурната грешка на потенциометъра. Остава само грешката от дискретизация на самото АЦП.

По въпроса за износването на потенциометъра:
За наше съжаление графитния слой на потенциометъра се износва неравномерно, тъй като движението по него е неравномерно. Това със сигурност ще въведе някаква грешка от стареене, която дори не знаем колко е голяма. Тази грешка не може да се компенсира, защото не знаем къде най-често ще се позиционира сервото. Предлагам засега да изоставим проблема със старите сервота. Така или иначе нищо не можем да измерим и нищо не можем да направим по въпроса.

[Mateev]

Темата се измести в посока търсене на причините ЗАЩО едно серво има температурна нестабилност. Това не е чак толкова важно. Ние няма да измисляме нови сервота. Нас по-скоро ни интересува КАКВИ СЕРВОТА ИМА НА ПАЗАРА и кое от тях да използваме в моделите си. Определено има както добри, така и лоши сервота. Има както евтини, така и скъпи. И понеже българина е жив дявол, той основно се интересува от въпроса "Как с по-малко пари да си купя по-добро серво?"

При това търсенето на добро серво не трябва да става мания. Има си приложения, където и евтините сервота си работят перфектно. По-скоро трябва да си изясним при кое приложение кой параметър е важен и кой - не.

Предлагам да направим списък с изисквания за всяко едно приложение и после да потърсим най-евтиното серво, подходящо за това приложение. По-долу ще положа началото на списъка, а вие го допълвайте.

ОПАШКА НА ХЕЛИКОПТЕР
1. Желателно е сервото да е цифрово, за да може жироскопа да го управлява на всеки 4 милисекунди (а не на 20 при аналоговия сигнал)
2. Желателно е сервото да е колкото се може по-бързо
Температурната нестабилност, точността на позициониране и линейността не са важни, защото жироскопа ги компенсира.

CCPM ГЛАВА НА ХЕЛИКОПТЕР
1. Трите сервомашинки ТРЯБВА ДА СА ЕДНАКВИ
2. Да имат колкото се може по-голяма точност на позициониране
3. Да имат колкото се може по-голяма линейност
4. Да имат колкото се може по-голяма температурна стабилност
Бързината не е чак толкова важна. Все пак ги управляваме на ръка.

CCPM ГЛАВА НА ХЕЛИКОПТЕР СЪС СТАБИЛИЗИРАЩА СИСТЕМА (VBar, KDS и др.)
1. Трите сервомашинки ТРЯБВА ДА СА ЕДНАКВИ
2. Желателно е да са цифрови, за да може стабилизиращата система да ги управлява на всеки 4 милисекунди
3. Желателно е да са бързи, защото ги управлява компютър
Температурната нестабилност, точността на позициониране и линейността не са важни, защото стабилизиращата система е в състояние ги компенсира.

ОПАШКИ НА САМОЛЕТИ
1. Да има добра температурна стабилност, за да няма изместване на центъра.

ЕЛЕРОНИ НА САМОЛЕТИ с една сервомашинка
1. Да има добра температурна стабилност, за да няма изместване на центъра.

ЕЛЕРОНИ НА САМОЛЕТИ с две сервомашинки
1. Машинките да са еднакви.
2. Да имат добра температурна стабилност, за да няма изместване на центъра.

Трябва да се има предвид факта, че по-горе са изредени само минимално необходимите изисквания, без които не може. Иначе който си иска, може да слага и по-хубаво серво.

[ПАЦО]

Темата ми е много интересна и ще я следя с интерес което препоръчвам и на всички колеги моделисти, определено има какво да се научи!!Ккво ли се случва с делител на напрежение през който тече стабилен ток и с пада на напрежение върху двата резистора? А потенциометъра в обратната връзка на операциния усилвател просто регулира коефицента на усилване!С мостовете работата е по сложна ама са стабилни само когато са балансирани!!

[Mateev]

Тъй като в другия форум ме критикуваха, че нямам методология на измерване, тука ще напиша малко и за методологията. За съжаление не мога да осигуря перфектни лабораторни условия, но ще се постаряа да внасям колкото се може по-малка грешка в измерванията и резултатите да са колкото се може по-достоверни.

ИЗМЕРВАНЕ НА ТЕМПЕРАТУРНАТА НЕСТАБИЛНОСТ
Явно този параметър е най-важния и на него трябва да се отдели най-голямо внимание. За целта ще бъдат направени две терморегулирани камери (днес ще се занимавам с това). За нискотемпературна камера ще използвам готова хладилна чанта с елемент на Пелтие, като допълнително ще сложа терморегулатор за поддържане на константна температура. Така се надявам да постигна температура от порядъка на 0° (ще видя колко може чантата) и точност на поддържане от +/- 0.5°. Високотемпературната камера ще я направя от фибран, като за нагревател ще използвам мощни резистори. Там ще поддържам температура от 25 или 50° с точност +/- 0.5°.

Измерването ще става в следната последователност:
1. Вземат се всички опитни образци (сервомашинки) и се поставят в термокамерата, настроена на температура 25°. Престояват 1 час с цел темпериране на вътрешността на машинките.
2. Вадят се едно по едно от камерата и им се подава еталонен сигнал от 1500 микросекунди, за да се центрират.
3. Поставят се на стенда и им се залепя стрелка така, щото да сочи към делението 90° от градуираната скала
4. Подават се еталонни сигнали от 1000 и 2000 микросекунди и резултатите с обхвата на движение се записват в екселска таблица. След това се подава еталонен сигнал от 1500 микросекунди и след това се изключва захранването. Целта е сервото да остане в центрирано състояние, докато извършваме бъдещите нагрявания или охлаждания. Въобще опората за бъдещите измервания ще е центрирано серво при температура 25°. Всички други отклонения при други температури ще се мерят спрямо тази позиция.
5. Точки 3 и 4 се повтарят за всяка една сервомашинка, като процедурата вадене-поставяне-мерене-центриране се извършва много бързо, с цел не се охлади машинката.
6. Всички сервомашинки се поставят в нискотемпературната камера, настроена на 0°. Престояват 1 час.
7. Едно по едно се вадят и се поставят на стенда с градуираната скала.
8. Залепя се стрелка от карбон така, щото да сочи на 90° от скалата
9. Сервото се захранва и отново му се подават еталонни сигнали от 1000, 1500 и 2000 микросекунди.
10. Отчитат се показанията и резултата се записва в екселска таблица
11. Всички сервомашинки се поставят във високотемпературната камера и се загряват до 25°.
12. Вадят се и се центрират с 1500 микросекунди.
13. Връщат се в камерата и се нагряват до 50°
14. Вадят се едно по едно, лепи се стрелка и отново се измерва позицията им при сигнали 1000, 1500 и 2000 микросекунди.

Извинявам се, че толкова подробно го обяснявам, но този постинг е написан за критикарите, които трябва да бъдат успокоени, че всичко е направено както трябва. Основната опора при меренето ще е центъра на сервото при температура 25°. Спрямо тази позиция ще се мери центъра и крайния обхват при две други температури, по-високи и по-ниски с 25°. Резултатите ще се систематизират в таблица и след това ще се изчисли коефициента на температурна нестабилност за всяко едно серво. Този параметър не се публикува от производителите и ще бъде интересно да научим каква е стойността му за различните сервомашинки.

На този етап предвиждам да премеря само машинки, които са със стандартни размери за хеликоптер 450. Просто дупката в градуираната скала е с такива размери. В бъдеще ще направя по-голяма дупка и някакви преходници, за да може да меря и машинки с други размери (или ще направя още няколко градуирани скали с други дупки).

[Mateev]

МЕТОДОЛОГИЯ ЗА ИЗМЕРВАНЕ НА СКОРОСТТА
След като вече знаем обхвата на движение на всяко едно серво от горните тестове, изчисляваме колко микросекунди са достатъчни, за да се получи движение от 60 градуса. Настройваме тези микросекунди и просто измерваме скоростта, използвайки този уред:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/s...dProduct=10572
Тъй като от опита до момента вече знаем, че няколко последователни измервания на скоростта дават различни резултати, ще се наложи да правим по 10-20 поредни измервания и после да изчислим минималната, средната и максималната скорост, както и средноквадратичното отклонение и разни други функции от статистиката. За това обаче ще се погрижи Excel-а.

МЕТОДОЛОГИЯ ЗА ИЗМЕРВАНЕ НА МЪРТВАТА ЗОНА
Поставя се стрелка на сервото и при стайна температура се подават 1500 микросекунди сигнал. После на ръка се подават допълнително по 1 микросекунда до момента, до който стрелката трепне и се премести.

ВЛИЯНИЕ НА ЗАХРАНВАЩОТО НАПРЕЖЕНИЕ ВЪРХУ ПАРАМЕТРИТЕ
Тази методология все още не е уточнена. Очаквам идеи и предложения. Проблема е в това, че трябва да се променя не само захранващото напрежение, но и амплитудата на сигнала към сервомашинките, защото тя ще влияе на позиционирането на аналоговите машинки. За съжаление обаче уреда ми за подаване на еталонни сигнали има вграден стабилизатор на 5V и аз не мога да контролирам амплитудата на сигнала (импулсите). Иначе лесно мога да захраня апаратурата с ТЕС със цифрова скала и да подам каквото си искам напрежение, но няма как да подавам импулси със същото напрежение. Тука трябва нещо да се измисли. Засега идеята е да използвам някакъв повторител на сигнала, на който да мога да променям захранващото напрежение. Може би един V-Tail mixer с еднакъв сигнал на двата входа. Но трябва да се пробва и освен това да се провери дали миксера не внася някаква грешка. Ако имате по-добри идеи, кажете.

[Mateev]

Също така докато трае подготовката за тестовете и направата на стендовете, можете да ми помогнете с временно даване на заем на сервота за експериментите, които после ще ви върна. Аз имам някакъв комплект, но той е силно ограничен и някои от масовите модели могат да останат неизследвани.

[ПАЦО]

САМО НЕ V-TAIL СЕДНАКЪВ СИГНАЛ НА ДВАТА ВХОДА!!!