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抖舵,这个问题可能很多模友都遇到过。故名思义,抖舵就是舵机不停的抖动,静止不下来,而抖的程度从吱吱的响个不停到肉眼可见的颤抖甚至疯狂的摆都可能。抖舵的原因各不相同,因此解决的方法也不同。
在直机上,锁尾舵机抖舵是一个特殊的问题类型。因为直机为了锁定尾部,装有陀螺仪,在参数和舵机配合不好的时候,就会产生周期摆动,这是一个闭环纠正的结果,只要修正参数,就可以减小这个摆动,因此这个问题并不在我们讨论之列。
很多模友可能都遇到过,模型车即使停着,舵机也会吱吱响的问题,而大部分情况下,轻轻的手动拨一下车前轮,就不响了,或者只要把车提起来,吱吱声就消失了,其实这是舵机防过冲算法的原因,当它越接近追踪点的时候,舵机输出的动力是越低的,这样才能不会冲过追踪点还需要返回。正是因为防过冲时把动力减小了,在舵机负载较大时,比如车轮着地而车也没有行进时,因为阻力的缘故,它会有细微的误差,舵机发现了这个误差,试图以微小的驱动力去纠正,但这个驱动力实在太小了,不足以真的发生位移,于是它就不停的吱吱的响了,对于这种情况,只能改善机械阻力,让转向机尽量润滑,以及减少停车打舵等情况。当然,有条件的情况下,可以使用更高级的舵机,对改善这个问题更有帮助,特别是无刷舵机,因为驱动方式与有刷电机不同,它可以以更少的扭矩损失去减速防过冲,因此这种现象更容易避免。
另一种情况可能部分模友遇到过,特别是装有多舵机的模型上,更容易发生。为了简化理解,我们用2种最常用的舵机来示例重现这个问题。
实验原料:辉盛SG90塑料齿9g舵机1颗,辉盛MG945/946等系列或FUTABA3003等标准舵机一颗,FS GT3C等2.4G遥控设备一套,6V电源或足够电流供电的BEC装置及电池1套。
连接方法:BEC接在CH3(或BATT口)上纯用于供电,大小2颗舵机分别装在CH1和CH2上。
测试过程:先分别试两个舵机,确认它们都能正常运转,然后同时插好,最极端的可能这时SG90已经开始抖舵,如果不抖,只需要去动一动大舵机,就会发现SG90开始抖了!但这时,我们并没有操作SG90的通道。最严重的情况下,如果2个通道同时操作,很可能SG90已经疯狂摆动了!
如果是电车,一般只有一个电调和一个舵机,油车的油门刹车也是要使用舵机驱动的,要是发生了抖舵,那油门不受控是一件很危险的事情!笔者自己就曾经遭遇到油门收不回来撞墙的事故,光修车的配件就花掉了500大洋!!!
往往前边2种抖舵很多人能理解原因,而这一种却觉得简直蛋疼!因为看上去比较离奇,特别是用3A甚至6A的UBEC供电的情况下,明明供电已经充足了,为什么还是抖舵呢?特别是,那个大舵机,动起来很有力,一点也不象供电不足。
既然没思路,那我们来研究一下供电链路吧,首先,6V电源(或BEC电源)通过一个舵机接口连接到接收机的CH3(或BATT口)上,然后,所有的舵机都是从接收机再分插出去的,接收机内部走线,正负这2排都是直通的,所以相当于一个电源的Y形分插。大部分人所使用的供电线并不是很粗,特别是ESC内置BEC的情形,基本上就是普通的舵机线,所以当电流较大时,这条线上会产生比较大的压降。只有换成更粗的线时,才能避免线的压降。但是实测了一下,在大舵机连续运转时,接收机上能测到的压降只有不到0.1V,可以说是很小,大多设备都可以接受这样小的误差。
测量电源无果,然后只能进一步分析了。因为抖舵严重的是SG90舵机,所以先测它。用实验电源给SG90供电,5V时工作正常,一直下降到4.8V之后,舵机就无法正常运转了。但是,从BEC供电时,都是6V左右,就算下跌了0.1V,甚至是5V输出再下降0.1V,都没有低于4.8V的可能。
那难道是信号电压的问题?信号发生仪给上!为了能够防止仪器误差造成无法比对,这个信号我们使用示波器进行监测,以便确认它的电平强度。最后通过实验,在3.30V-3.40V之间的信号电压为临界(每个舵机也有不同),只有高于3.40V的信号电压才能使SG90可靠运转,但3.30V以上也勉强可以用,低于3.30V的信号电压,一定会抖舵。貌似快找到问题的根源了!
由于现在的遥控器都是2.4G的了,高频头的收发芯片使用3.3到3.6V供电为主,主控芯片一般也是3.3V供电(即使你的遥控器装8节AA电池或3S的锂电,接收机使用的是6V供电,它们的内部也是如此)接收器的舵机接口上应该也都是单片机的GPIO直接输出的,通常没有缓冲和电源变换装置,所以根据这个分析,舵机接口上的信号电压也是3.3V的。所以用同一台示波器再来实测一下接收机的信号电压。测试发现,果然不出所料,信号电压3.34V(尾数可能来自电源芯片误差或测量仪器误差),刚好在SG90的临界范围上。回想第一个实验,BEC供电母线上有0.1V的压降,由于0.1V是正负两端共同产生的压降,所以相对的在每条线上是0.05V,也就是正被拉低0.05V,负被提升0.05V。
由于负极电压被提升,导致信号线与地的电压差进一步被减小,原来的3.34-0.05后只有3.29V,彻底的低于临界电压范围,导致SG90无法收到有效的PPM控制信号,于是抖舵不可避免。大舵机没有动作时,没有那么大的线损,抖舵就会有所减轻甚至消失。
参考LCR电桥仪,电子负载仪等设备的测试端子接法,把电压和电流分开承担,就可以有效的改善这种问题了,耗电的舵机电源线因为电流大,专门给它提供一条电源地,不让电流从信号地上经过,这样就可以有效的避免铜损线阻带来的压差,不过这只是理论上的,因为事实上,这条导线只是和原来的电线分担电流,所以实际效果只相当于加粗负极线,减小压降而已,不能从根本上避免。要从根本上避免,还是应该为大功率的负载单独加设一个供电的BEC。
我们知道,接收机本身是很省电的,一般只有几十mA的电流,相比舵机工作时论安培的电流来说小很多,那么压降也会很小,可以小到忽略不计,所以,如果是电车,ESC已经有内置的BEC的话,我们可以用这个电源来供应接收机,但是为了避免舵机失控,可以用另外一个单独的外置BEC来为它提供电源,避免接收机的电压被拉下来,这样就可以从根本上杜绝了信号被拉到临界之下的问题。接法参考下图:

注意图中舵机与BEC负极的连接要尽可能的接近,建议的接法是从靠近舵机根部黑色(或棕色)线上并接电源负极,这样可以尽量的防止大电流对导线产生的压降影响,而原来的正极不使用接收机过来的正电源,从插头里把正极线挑出来,直接与BEC的正极相接即可。若是油车,没有电调,则建议使用大小2个BEC来供电,大的UBEC给舵机,小的线性BEC给接收机,接法类似。
当然其实弄了这么复杂,最简单的办法其实还是更彻底的——弃用SG90那种必须3.40V以上信号电压才稳定的舵机。由于舵机的信号电压决定于它里边的主控芯片,所以和上述实验中测试的SG90舵机控制芯片型号相同的舵机应该都有这个问题,它的用芯片型号是AA51880,如果你手上用的有刷舵机也是这个芯片的,在3.3V主控的接收机上,就会有抖舵的风险。
有人会说,为什么用了这么多年,SG90都没问题,现在却说SG90不可靠了?其实因为若干年以前还都是模拟控,像什么72M的之类的发射机电路是模拟的,里边更多的是TTL或COMS电路,电压并不是3.3V,而是5V,所以SG90能够在3.3V系统上继续使用,已经是万幸了!这个信号电压最下限通常并没有出现在舵机的规格书里,只好靠大家自己去辨识测试了。
希望本文对大家分析抖舵问题有帮助。
抖舵,这个问题可能很多模友都遇到过。故名思义,抖舵就是舵机不停的抖动,静止不下来,而抖的程度从吱吱的响个不停到肉眼可见的颤抖甚至疯狂的摆都可能。抖舵的原因各不相同,因此解决的方法也不同。
在直机上,锁尾舵机抖舵是一个特殊的问题类型。因为直机为了锁定尾部,装有陀螺仪,在参数和舵机配合不好的时候,就会产生周期摆动,这是一个闭环纠正的结果,只要修正参数,就可以减小这个摆动,因此这个问题并不在我们讨论之列。
很多模友可能都遇到过,模型车即使停着,舵机也会吱吱响的问题,而大部分情况下,轻轻的手动拨一下车前轮,就不响了,或者只要把车提起来,吱吱声就消失了,其实这是舵机防过冲算法的原因,当它越接近追踪点的时候,舵机输出的动力是越低的,这样才能不会冲过追踪点还需要返回。正是因为防过冲时把动力减小了,在舵机负载较大时,比如车轮着地而车也没有行进时,因为阻力的缘故,它会有细微的误差,舵机发现了这个误差,试图以微小的驱动力去纠正,但这个驱动力实在太小了,不足以真的发生位移,于是它就不停的吱吱的响了,对于这种情况,只能改善机械阻力,让转向机尽量润滑,以及减少停车打舵等情况。当然,有条件的情况下,可以使用更高级的舵机,对改善这个问题更有帮助,特别是无刷舵机,因为驱动方式与有刷电机不同,它可以以更少的扭矩损失去减速防过冲,因此这种现象更容易避免。
另一种情况可能部分模友遇到过,特别是装有多舵机的模型上,更容易发生。为了简化理解,我们用2种最常用的舵机来示例重现这个问题。
实验原料:辉盛SG90塑料齿9g舵机1颗,辉盛MG945/946等系列或FUTABA3003等标准舵机一颗,FS GT3C等2.4G遥控设备一套,6V电源或足够电流供电的BEC装置及电池1套。
连接方法:BEC接在CH3(或BATT口)上纯用于供电,大小2颗舵机分别装在CH1和CH2上。
测试过程:先分别试两个舵机,确认它们都能正常运转,然后同时插好,最极端的可能这时SG90已经开始抖舵,如果不抖,只需要去动一动大舵机,就会发现SG90开始抖了!但这时,我们并没有操作SG90的通道。最严重的情况下,如果2个通道同时操作,很可能SG90已经疯狂摆动了!
如果是电车,一般只有一个电调和一个舵机,油车的油门刹车也是要使用舵机驱动的,要是发生了抖舵,那油门不受控是一件很危险的事情!笔者自己就曾经遭遇到油门收不回来撞墙的事故,光修车的配件就花掉了500大洋!!!
往往前边2种抖舵很多人能理解原因,而这一种却觉得简直蛋疼!因为看上去比较离奇,特别是用3A甚至6A的UBEC供电的情况下,明明供电已经充足了,为什么还是抖舵呢?特别是,那个大舵机,动起来很有力,一点也不象供电不足。
既然没思路,那我们来研究一下供电链路吧,首先,6V电源(或BEC电源)通过一个舵机接口连接到接收机的CH3(或BATT口)上,然后,所有的舵机都是从接收机再分插出去的,接收机内部走线,正负这2排都是直通的,所以相当于一个电源的Y形分插。大部分人所使用的供电线并不是很粗,特别是ESC内置BEC的情形,基本上就是普通的舵机线,所以当电流较大时,这条线上会产生比较大的压降。只有换成更粗的线时,才能避免线的压降。但是实测了一下,在大舵机连续运转时,接收机上能测到的压降只有不到0.1V,可以说是很小,大多设备都可以接受这样小的误差。
测量电源无果,然后只能进一步分析了。因为抖舵严重的是SG90舵机,所以先测它。用实验电源给SG90供电,5V时工作正常,一直下降到4.8V之后,舵机就无法正常运转了。但是,从BEC供电时,都是6V左右,就算下跌了0.1V,甚至是5V输出再下降0.1V,都没有低于4.8V的可能。
那难道是信号电压的问题?信号发生仪给上!为了能够防止仪器误差造成无法比对,这个信号我们使用示波器进行监测,以便确认它的电平强度。最后通过实验,在3.30V-3.40V之间的信号电压为临界(每个舵机也有不同),只有高于3.40V的信号电压才能使SG90可靠运转,但3.30V以上也勉强可以用,低于3.30V的信号电压,一定会抖舵。貌似快找到问题的根源了!
由于现在的遥控器都是2.4G的了,高频头的收发芯片使用3.3到3.6V供电为主,主控芯片一般也是3.3V供电(即使你的遥控器装8节AA电池或3S的锂电,接收机使用的是6V供电,它们的内部也是如此)接收器的舵机接口上应该也都是单片机的GPIO直接输出的,通常没有缓冲和电源变换装置,所以根据这个分析,舵机接口上的信号电压也是3.3V的。所以用同一台示波器再来实测一下接收机的信号电压。测试发现,果然不出所料,信号电压3.34V(尾数可能来自电源芯片误差或测量仪器误差),刚好在SG90的临界范围上。回想第一个实验,BEC供电母线上有0.1V的压降,由于0.1V是正负两端共同产生的压降,所以相对的在每条线上是0.05V,也就是正被拉低0.05V,负被提升0.05V。
由于负极电压被提升,导致信号线与地的电压差进一步被减小,原来的3.34-0.05后只有3.29V,彻底的低于临界电压范围,导致SG90无法收到有效的PPM控制信号,于是抖舵不可避免。大舵机没有动作时,没有那么大的线损,抖舵就会有所减轻甚至消失。
参考LCR电桥仪,电子负载仪等设备的测试端子接法,把电压和电流分开承担,就可以有效的改善这种问题了,耗电的舵机电源线因为电流大,专门给它提供一条电源地,不让电流从信号地上经过,这样就可以有效的避免铜损线阻带来的压差,不过这只是理论上的,因为事实上,这条导线只是和原来的电线分担电流,所以实际效果只相当于加粗负极线,减小压降而已,不能从根本上避免。要从根本上避免,还是应该为大功率的负载单独加设一个供电的BEC。
我们知道,接收机本身是很省电的,一般只有几十mA的电流,相比舵机工作时论安培的电流来说小很多,那么压降也会很小,可以小到忽略不计,所以,如果是电车,ESC已经有内置的BEC的话,我们可以用这个电源来供应接收机,但是为了避免舵机失控,可以用另外一个单独的外置BEC来为它提供电源,避免接收机的电压被拉下来,这样就可以从根本上杜绝了信号被拉到临界之下的问题。接法参考下图:

注意图中舵机与BEC负极的连接要尽可能的接近,建议的接法是从靠近舵机根部黑色(或棕色)线上并接电源负极,这样可以尽量的防止大电流对导线产生的压降影响,而原来的正极不使用接收机过来的正电源,从插头里把正极线挑出来,直接与BEC的正极相接即可。若是油车,没有电调,则建议使用大小2个BEC来供电,大的UBEC给舵机,小的线性BEC给接收机,接法类似。
当然其实弄了这么复杂,最简单的办法其实还是更彻底的——弃用SG90那种必须3.40V以上信号电压才稳定的舵机。由于舵机的信号电压决定于它里边的主控芯片,所以和上述实验中测试的SG90舵机控制芯片型号相同的舵机应该都有这个问题,它的用芯片型号是AA51880,如果你手上用的有刷舵机也是这个芯片的,在3.3V主控的接收机上,就会有抖舵的风险。
有人会说,为什么用了这么多年,SG90都没问题,现在却说SG90不可靠了?其实因为若干年以前还都是模拟控,像什么72M的之类的发射机电路是模拟的,里边更多的是TTL或COMS电路,电压并不是3.3V,而是5V,所以SG90能够在3.3V系统上继续使用,已经是万幸了!这个信号电压最下限通常并没有出现在舵机的规格书里,只好靠大家自己去辨识测试了。
希望本文对大家分析抖舵问题有帮助。