Szervo végtelenítése

A rover meghajtásához kerekenként egy-egy szervo motort használtunk. Tettük ezt azért, mert megkönnyítette a dolgunkat: adott egy jól összetervezett kompakt villanymotor-kihajtás rendszer. Bár pont a nagy leosztás miatt nem tudunk nagy fordulatszámot (és ezzel nagy sebességet) elérni a kerekeken (a maximális fordulatszám általában 100 rpm körüli érték), de a motor méretéhez képest nagy nyomatékot kapunk cserébe. A szervo motorok eredetileg nincsenek is felkészítve folyamatos forgásra, hanem általában mintegy 270° szögtartományban mozognak, lehetővé téve például kormányművek mozgatását R/C modelleken.

Az átalakításhoz ismernünk kell a szervo motorok lelkivilágát: a külvilág felé egy háromlábú csatlakozójuk van, amelynek lábkiosztása: GND, Vcc, pulse. Az első kettő adja a belső elektronikának szükséges 4.8V tápfeszültséget, míg az utolsó határozza meg a megkívánt pozíciót: általában 1.5ms szélességű impulzusok szükségesek a középálláshoz, és nagyjából 0.5ms eltérés határozza meg a két végállást. Ez utóbbiak mechanikailag is fixek, az utolsó tengelyen egy bütyök beleütközik a szervo házán kialakított ellenpárjába. A meghajtó elektronika számára a pozíció visszacsatolását egy potméter adja. Világos tehát, hogy az átalakításhoz egyrészt meg kell szabadulnunk a mechanikai limitálástól, másrészt a pozíció visszacsatolását kell megszüntetnünk. A továbbiakban az általunk használt ECO-6 miniatűr 6 grammos szervohoz nyújtunk tippeket, de szerintem minden ilyen motort hasonlóan kell átszerelni. Azt persze érdemes előre ellenőrizni, hogy fröccsöntött házban van-e a szervo!

1. Bontsuk le a szervo házának hátát! Ehhez két eléggé hosszú csavartól kell megszabadulni.
2. Az elektronika kihajtható és előtűnik a potméter, aminek vezetékeit leforrasztjuk a fő panelról.
3. Forrasszunk be két egyforma ellenállást a potméter csatlakozási pontjaira! Innentől kezdve a visszacsatolás számára a szervo folyamatosan középállásban van. Érdemes nagyjából tartani az eredeti potméter ellenállását, de a pontos érték nem kritikus.
4. A szervo házának elülső része kipattintható. Itt férünk hozzá a fogaskerék áttéthez.
5. A kimenő tengely körül felfedezhetjük a körbefordulás határolására szolgáló bütyköt. Ezt tűreszelővel tudjuk eltávolítani.
6. A fogaskerekek leszedése után távolítsuk el a potmétert, amit még egy csavar tart az elektronika oldala felől.
7. Csipesszel hajtsuk vissza a potméter csúszóérintkezőit. Ezzel egyrészt csökkentjük a súrlódást, másrészt megszabadulunk egy kellemetlen periodikus zajforrástól, amit a csúszóérintkező felütközése ad a csatlakozókon.
8. Szereljük vissza a potmétert, rakjuk vissza a fogaskereket és a ház elemeit. Érdemes az elektronikát még egy darab szigetelőszalaggal elszigetelni a potmétertől.

Ezzel a szervot képessé tettük folyamatos körbeforgásra, és az eredeti vezérlésével kompatibilis maradt: 1.5ms hosszú impulzusokkal tudjuk helyben tartani, ennél kisebb, vagy nagyobb impulzusszélesség hatására a szervo forogni kezd, mivel megszabadítottuk a visszacsatolástól. Ez a megoldás azonban nem volt tökéletes: a legnagyobb probléma az volt, hogy nagyon nehéz eltalálni a középálláshoz tartozó impulzusszélességet, ráadásul az példányról példányra változik. Emellett ez a beállítás nem stabil: a nullára beállított motor néhány perc alatt lassan megindul valamelyik irányba. Nem tetszett az sem, hogy a fordulatszám szabályozhatósága egy eléggé szűk impulzushossz tartományra esik. Erről egy gyors mérés eredménye látható itt a jobb oldalon. A megoldást az jelentette, hogy megszabadultunk a gyári elektronikától és saját H-hidas meghajtást építettünk be. Ezzel legalább megállt a szervo, ha akartuk :) A kis méret és teljesítményigény miatt a Microchip TC4427A FET-meghajtóját használtam H-hídként. Ez az SO-8 tokban kapható IC egy tokja pont egy H-hidat tartalmaz, így megfelel céljainknak. Az átalakítás ára a maximális nyomaték kisfokú csökkenése volt, amire megoldás az áramkör valamelyik nagyobb áramú testvérének alkalmazása (de hát az nem volt a Chipcadnél tegnapra...). Mindenesetre ezzel stabilan működött a meghajtás a továbbiakban.

Attila