Повредит ли эта схема обнаружения остановки сервопривода Arduino?

Я являюсь частью группы, разрабатывающей проект для школы, в котором используется сервопривод. Мы сделали схему для нашего Arduino, чтобы определить, когда сервопривод находится под большой нагрузкой / останавливается. Схема, которую мы построили, довольно хорошо обнаруживает остановку, но мы не уверены в повреждении схемы.

Мы знаем, что в Интернете есть и другие схемы «обнаружения остановки». Однако нам нужна была общая форма обнаружения, которую можно было бы выполнить с помощью метода, который:

  • Использует обычные компоненты, которые у нас всегда были бы валяются (резисторы, конденсаторы, диоды)
  • Не требует мощных «шунтирующих» резисторов
  • Не требует ИС
  • Не снижает производительность сервопривода

Вот что у нас есть:Цепь обнаружения остановки сервопривода

Сервопривод PS (V1) имеет линию +, проходящую через резистор 75 кОм, а затем к аналоговому входному контакту на Arduino (A0), с керамическим колпачком 0,1 мкФ, идущим на землю, и диодом Шоттки от земли к A0.

При движении сервопривода без дополнительной нагрузки ток был измерен около 100 мА. При большой нагрузке он потребляет около 300 мА. Полная остановка составляет около 500 мА.

Когда сервопривод находится под низкой нагрузкой, аналоговый вывод показывает 1023 из 1023 с небольшим отскоком примерно до 900. Если сервопривод находится под большой нагрузкой, отскок сильный. При полной остановке аналоговые показания остаются около 850 с небольшим скачком. Очевидно, что эти показания было нетрудно использовать для обнаружения сваливания.

Что касается защиты компонентов, то я не очень хорошо разбираюсь в обратном ходе или ЭДС. Я не смог найти ничего о них в отношении сервоприводов, только обычные двигатели, как будто люди не беспокоятся о сервоприводах. Кажется, некоторые люди считают, что внутренняя схема сервоприводов защищает от обратного хода/ЭДС...?
Диод был добавлен для защиты от обратного хода, но я не знаю, действительно ли он помогает в этой настройке.

Мы также не уверены, как должен вести себя сервопривод в отношении сопротивления и падения напряжения под нагрузкой. Обнаружение останова было помещено «перед» сервоприводом в схему, чтобы избежать снижения мощности сервопривода из-за последовательного с ним резистора и избежать необходимости заказывать шунтирующий резистор большой мощности. Я лично не могу сказать, почему это обнаружение работает, но оно работает.

Независимо от этого, можем ли мы продолжать использовать эту схему как есть, или мы рискуем повредить Arduino? Если схему необходимо модифицировать для обеспечения безопасности, как можно сделать это с помощью обычных компонентов?

На самом деле в вашей цепи есть шунтирующий резистор — он состоит из внутреннего сопротивления источника питания сервопривода 5 В / 2 А.

Ответы (1)

Нет, вы вряд ли повредите свой Arduino с помощью этой настройки. На самом деле, диод, вероятно, не нужен, потому что RC-фильтр изначально сильно ограничивает любые переходные процессы. Один только резистор ограничивает ток через вывод не выше 1 мА при любом постоянном напряжении в диапазоне ±75 В.

Большая проблема заключается в том, что вся эта схема основана на том факте, что источник V1 имеет определенное значение импеданса источника, и вы измеряете падение напряжения на этом импедансе, чтобы сделать вывод о токе, потребляемом сервоприводом. Если бы вы переключились на другой источник (более высокая сила тока, более низкий импеданс источника), все это могло бы перестать работать.

Вот почему в большинстве опубликованных схем используется токочувствительный резистор — чтобы устранить эту зависимость и гарантировать, что схема работает с любым источником. Если вас действительно беспокоят потери мощности на таком резисторе, вы можете вместо этого использовать датчик тока на эффекте Холла. Для этого есть несколько коммерческих устройств.

Есть ли способ использовать токоизмерительный резистор без резисторов мощностью более 1 Вт и с минимальными потерями мощности сервопривода?
Конечно, просто вычислите числа, исходя из того, какой ток вы хотите разрешить и какое падение напряжения (рассеиваемая мощность) вы можете выдержать. Например, 0,5 В при 500 мА соответствует 1,0 Ом (это эквивалентно тому, что вы сейчас измеряете), и на резисторе рассеивается только 0,25 Вт. Вы, вероятно, могли бы получить надежное обнаружение при половинном напряжении, поэтому используйте резистор на 500 мОм, который будет рассеивать только 125 мВт. (Выберите блок мощностью 250 мВт для расчетного запаса 2:1.)
+1 4 года спустя :-)\