S-D5舵機(jī)拆開看一看
來源:TsinghuaJoking
S-D5[1] 是一款應(yīng)用在 全國大學(xué)生智能車競賽 中B車模的方向控制舵機(jī)。如下是它的基本參數(shù)。
▲ S-D5 舵機(jī)的基本參數(shù)
手邊有一顆S-D5舵機(jī),在 快速制版設(shè)備[2] 中用于控制鹽酸腐蝕液的玻璃開關(guān)的旋轉(zhuǎn)。使用了大約一年之后,外部輸出機(jī)械軸嚴(yán)重磨損,但內(nèi)部電氣仍然正常。
下面對于手邊這款S-D5進(jìn)行拆解。在了解它的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上,為之后的安全使用提供更多的依據(jù)。
▲ 拆卸下來的S-D5舵機(jī)
舵機(jī)上的顏色以及其它粘貼部分是在其工作的過程為了防腐噴涂的油漆。
01機(jī)械拆卸
舵機(jī)的后蓋是由四個長桿螺絲釘與外殼固定在一起。由于腐蝕,其中兩個螺絲釘已經(jīng)嚴(yán)重腐蝕,在打開其中兩個之后,使用蠻力將后蓋揭開。暴露出舵機(jī)內(nèi)部的電機(jī)、控制電路板的細(xì)節(jié)。
▲ 拆卸開多級的后蓋
長桿螺絲也將舵機(jī)的前蓋與外殼連接在一起。拆除四個螺絲釘之后,也可以將前蓋倉打開。其中包括有四個減速齒輪,從旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動到輸出軸。
與輸出軸直連的是內(nèi)部控制電路中的位置傳感器
▲ 前蓋倉內(nèi)部的傳動齒輪
02電路分析
1.位置電位器
從后面打開控制電路板可以看到控制電路板以及相應(yīng)電位器。電位器是用于對于輸出角度進(jìn)行測量。
▲ 輸出軸角度傳感器:電位器
電位器在NB是帶有特殊的金屬機(jī)械限位功能。使得輸出角度有左右兩個極限位置。
▲ 帶有限位能力的電位器
2.控制電路板
核心的控制板包括有三顆芯片:MT4607×2,HT66F03C。
MT4607[3] 是雙N-P互補(bǔ)MOS功率管(30V/5A )。組成一個輸出半橋。兩個組成一個功率輸出全橋電路。
HT66F03C[4] 是由HOLTEK出品的Flash MCU(1k×14-2k×15Flash),內(nèi)部帶有64×8EEPROM。
▲ 控制板的主要芯片
通過 HT66F03C[4]內(nèi)部功能框圖可以看到,它具有12-BIT ADC可以讀取電位器的位置信息。具有IO口可以輸出控制PWM輸出。
▲ HT66F03C 內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)圖
通過控制電路板反面可以看到,舵機(jī)的電源線應(yīng)該是直接經(jīng)過濾波之后施加在單片機(jī)上。根據(jù)HT66F03C工作電源電壓最大值的限制(小于5.5V),所以該款舵機(jī)的工作電壓必須小于5.5V。
▲ 控制電路板的反面元器件布局
3.舵機(jī)工作直流小電機(jī)
舵機(jī)內(nèi)部的直流有刷直流小電機(jī)是整個舵機(jī)運(yùn)動的動力來源。
▲ 舵機(jī)內(nèi)部的直流電機(jī)
▲ 直流有刷小電機(jī)
※ 結(jié)論
通過拆解S-D5舵機(jī),可以看到它的一些基本結(jié)構(gòu)。
它使用HOLTEK 8位單片機(jī) HT66F03C進(jìn)行控制。所以被稱為數(shù)字舵機(jī)。
根據(jù)HT66F03C的工作電壓限制,所以該款舵機(jī)需要工作在5.5V以下。
對于數(shù)據(jù)手冊說它的工作頻率為300Hz,應(yīng)該是指輸入脈沖指令的頻率可以最高達(dá)到300Hz。對于這方面的數(shù)據(jù)無法驗(yàn)證。
因此存在以下問題:
1)該舵機(jī)在額定電壓下(5.5V)最大角速度有多大?
2)該舵機(jī)的指令脈沖300Hz該如何驗(yàn)證?
3)如果給定的脈沖指令大于300Hz,或者小于某個最低頻率舵機(jī)會如何工作呢?
好吧。也許拆開舵機(jī)一看,所看到的信息和新產(chǎn)生的疑問一樣多。
不過如果要回答上面的的問題,有可能還需要拆開一個新的S-D5舵機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)才能夠正確回答。
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