Xem mẫu
- Thieát keá, cheá taïo vaø ñieàu khieån tay maùy Trang 26
5
ÑOÄNG CÔ RC SERVO
5.1 GIÔÙI THIEÄU ÑOÄNG CÔ RC SERVO
Ñoäng cô RC (Radio Control) Servo ñaàu tieân ñöôïc thieát keá ñeå söû duïng trong
ñieàu khieån maùy bay hoaëc xe hôi. Veà sau, ñoäng cô naøy ñöôïc söû duïng phoå bieán
nhö laø caùc cô caáu chaáp haønh ñöôïc ñieàu khieån baèng vi xöû lyù, vöøa nhoû goïn, vöøa
tieát kieäm naêng löôïng laïi reû tieàn.
Hình 5.1 Ñoäng cô RC Servo
GVHD: TS. NGUYEÃN VAÊN GIAÙP SVTH: Nguyeãn Nhaät Taân-Nguyeãn Leâ Tuøng
- Thieát keá, cheá taïo vaø ñieàu khieån tay maùy Trang 27
Ñoäng cô RC Servo coù moment xoaén cao so vôùi kích thöôùc cuûa noù, coù theå
cho vò trí goùc chính xaùc baèng caùch cung caáp xung theo phöông thöùc ñieàu bieán ñoä
roäng xung (PWM); ñoä roäng cuûa xung seõ quyeát ñònh vò trí goùc cuûa truïc ñoäng cô.
5.2 CAÁU TAÏO ÑOÄNG CÔ RC SERVO
Ñoäng cô RC Servo cöïc kyø tieän duïng trong lónh vöïc Robotics. Saùu ñoäng cô
RC Servo HS300 cuûa haõng HITEC (hình 5.1) ñaõ ñöôïc choïn söû duïng trong ñeà taøi
naøy. Ñoäng cô naøy khaù nhoû vôùi kích thöôùc: 41 x 20 x 36,5mm, troïng löôïng 47,1g
vaø caùc thoâng soá kyõ thuaät khaùc nhö sau:
- Moment xoaén 3 kg.cm.
- Ñieän aùp söû duïng 4,8V ÷ 6V.
- Nhieät ñoä vaän haønh -20 ÷ +60oC.
- Toác ñoä quay toái ña 60o/0,19 giaây.
- Doøng tieâu thuï 8mA ôû traïng thaùi nghæ, 150mA luùc laøm
vieäc khoâng taûi.
Hình 5.2 Kích thöôùc cuûa ñoäng cô RC Servo
Beân trong ñoäng cô coù tích hôïp maïch ñieàu khieån, boä truyeàn baùnh raêng (hình
5.3) vaø moät thieát bò hoài tieáp laø moät bieán trôû xoay ñöôïc noái vôùi truïc ngoaøi cuûa
ñoäng cô (hình 5.4). Bieán trôû naøy coù taùc duïng theo doõi vò trí goùc cuûa truïc ñoäng cô
thoâng qua cöôøng ñoä doøng ñöa vaøo. Neáu truïc ñoäng cô ñaït ñöôïc vò trí goùc yeâu caàu
GVHD: TS. NGUYEÃN VAÊN GIAÙP SVTH: Nguyeãn Nhaät Taân-Nguyeãn Leâ Tuøng
- Thieát keá, cheá taïo vaø ñieàu khieån tay maùy Trang 28
thì ñoäng cô seõ ñöôïc taét, ngöôïc laïi thì ñoäng cô seõ quay ñeán khi naøo ñaït ñöôïc vò trí
goùc ñöôïc quy ñònh bôûi ñoä roäng xung ñöa vaøo.
Hình 5.3 Boä truyeàn baùnh raêng
Truïc ñoäng cô chæ coù theå quay moät goùc giôùi haïn laø 1800 hoaëc 2100 (tuøy thuoäc
vaøo haõng saûn xuaát ñoäng cô) laø do coù moät choát nhöïa ôû beân trong. Neáu muoán ñoäng
cô RC Servo quay toaøn voøng, ta phaûi caét boû choát naøy ñi (hình 5.5).
Ñoäng cô coù 3 daây ra: 1 daây nguoàn (ñoû), 1 daây mass (ñen), 1 daây tín hieäu
ñieàu khieån (maøu vaøng/traéng).
Hình 5.4 Caáu taïo beân trong cuûa RC Servo
GVHD: TS. NGUYEÃN VAÊN GIAÙP SVTH: Nguyeãn Nhaät Taân-Nguyeãn Leâ Tuøng
- Thieát keá, cheá taïo vaø ñieàu khieån tay maùy Trang 29
Hình 5.5 Choát nhöïa giôùi haïn tröôùc vaø sau khi bò caét
5.3 NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG CUÛA ÑOÄNG CÔ RC SERVO
Nhö ñaõ noùi ôû treân vò trí goùc cuûa ñoäng cô RC Servo ñieàu khieån döïa treân
nguyeân lyù PWM. Ñeå ñieàu khieån ñoäng cô RC Servo, ta seõ caáp xung moãi 20ms
moät laàn. Vaø ñoä roäng cuûa xung caáp seõ quyeát ñònh vò trí goùc cuûa truïc ñoäng cô.
Chaúng haïn vôùi xung coù ñoä roäng 1.5ms thì truïc ñoäng cô seõ quay ñeán vò trí goùc 900
(thöôøng ñöôïc goïi laø Neutral), neáu ñoä roäng nhoû hôn 1.5ms thì truïc ñoäng cô seõ
quay gaàn veà vò trí goùc 00 vaø ngöôïc laïi neáu lôn hôn 1.5ms thì truïc ñoäng cô seõ quay
gaàn ñeán vò trí goùc 1800 (hình 5.6).
Hình 5.6 Giaûn ñoà xung kích RC Servo
Vôùi nguyeân taéc ñieàu khieån nhö vaäy thì ta coù moät phöông aùn caáp xung cho
ñoäng cô nhö sau: goùc quay cuûa moät ñoäng cô laø 1800, ñeå quay heát 1800 ñoù, ta caàn
caáp xung coù ñoä roäng töø 1,25ms cho ñeán 1,75ms, töùc laø khoaûng 500µs. Caøng chia
nhoû khoaûng naøy thì vò trí goùc cuûa ñoäng cô ñaït ñöôïc caøng nhieàu. Ví duï: neáu ta coù
theå caáp xung vôùi ñoä roäng chia nhoû khoaûng 2µs thì trong khoaûng 500µs ta thu
GVHD: TS. NGUYEÃN VAÊN GIAÙP SVTH: Nguyeãn Nhaät Taân-Nguyeãn Leâ Tuøng
- Thieát keá, cheá taïo vaø ñieàu khieån tay maùy Trang 30
ñöôïc 255 vò trí goùc cuûa ñoäng cô, ñieàu naøy coù nghóa laø moãi vò trí goùc cuûa ñoäng cô
laø 0,70, coøn neáu ta coù theå caáp xung vôùi ñoä roäng chia nhoû khoaûng 1µs thì trong
khoaûng 500µs ñoù, ta coù theå thu ñöôïc 500 vò trí goùc cuûa ñoäng cô, töùc laø moãi vò trí
goùc laø 0,350. Ñieàu naøy coù yù nghóa raát lôùn ñeán ñoä chính xaùc khi ñieàu khieån tay
maùy. Trong luaän vaên naøy, ñoä chia ñaït ñöôïc ñeán 0,320, töùc 560 vò trí goùc cuûa ñoäng
cô.
5.4 KEÁT LUAÄN
Chöông naøy chuùng ta ñaõ nghieân cöùu veà ñoäng cô RC Servo, chuùng ta ñaõ bieát
ñöôïc nguyeân taéc xaùc ñònh goùc, cuõng nhö caùc ñaëc tính veà kyõ thuaät khaùc cuûa noù.
Tieáp theo chöông sau chuùng ta seõ tieán haønh nghieân cöùu veà vi xöû lyù hoï AVR. Ñaây
laø moät hoï vi xöû lyù khaù maïnh, coù thôøi gian ñaùp öùng raát cao raát thuaän tieän cho vieäc
ñieàu khieån ñoäng cô.
GVHD: TS. NGUYEÃN VAÊN GIAÙP SVTH: Nguyeãn Nhaät Taân-Nguyeãn Leâ Tuøng
nguon tai.lieu . vn
