芯耀
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本設(shè)計(jì)Mechaduino是一款經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的開(kāi)源工業(yè)伺服電機(jī)，位置，扭矩，速度和自定義模式，且與 Arduino的兼容。工程師使用伺服電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人，自動(dòng)化和數(shù)控制造等應(yīng)用所需的精密運(yùn)動(dòng)。像RC伺服系統(tǒng)一樣，工業(yè)伺服系統(tǒng)主動(dòng)糾正外部干擾。與RC伺服系統(tǒng)不同，工業(yè)伺服系統(tǒng)可以提供非常精確的運(yùn)動(dòng)，并且通常支持先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制模式。運(yùn)動(dòng)的控制模式工業(yè)伺服電機(jī)工Mechaduino 0.2實(shí)物截圖：
工業(yè)伺服電機(jī)Mechaduino特點(diǎn)：
- 位置，速度，扭矩環(huán)路
- 步進(jìn)和方向輸入，用于與步進(jìn)電機(jī)/步進(jìn)棒的插入兼容性
- I2C，串行輸入
- 可定制/開(kāi)源，可訪問(wèn)內(nèi)部變量
- 透明和用戶可定義的控制算法（商業(yè)伺服器通常缺乏這個(gè)）
- Arduino的的的的的兼容易于使用的界面
- 高分辨率指向（小于0.1度）
- 低成本（不應(yīng)該是步步高+步槍成本的巨大飛躍）
- 用于電機(jī)間通訊的串行接口
- 板載處理器可以獨(dú)立應(yīng)用于簡(jiǎn)單應(yīng)用
- 可調(diào)整換向輪廓
- PID自整定
- 抗齲齒能力強(qiáng)
Arduino的的的兼容，開(kāi)源工業(yè)伺服電機(jī)Mechaduino系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖：
工業(yè)伺服電機(jī)工工工工由四個(gè)主要組成部分：
1）實(shí)際電機(jī)，通常為無(wú)刷直流品種。當(dāng)您看到工業(yè)伺服電機(jī)時(shí)，成本的一大部分是電機(jī)本身。它們通常是定制的，或至少內(nèi)置數(shù)量有限，這意味著$$$。瓦特瓦特，我猜想，生產(chǎn)NEMA 17或NEMA 23步進(jìn)電機(jī)的質(zhì)量是工業(yè)伺服中使用的BDC電機(jī)的十分之一和百分之一雖然他們的設(shè)計(jì)是針對(duì)“步進(jìn)”進(jìn)行優(yōu)優(yōu)的，但步進(jìn)電機(jī)實(shí)際上只是50極無(wú)刷直流電機(jī)。它們可以像更傳統(tǒng)的三相BDC電機(jī)一樣受到控制。這就是計(jì)劃。這是工作！
2）用于反饋的傳感器，通常為編碼器。光學(xué)編碼器是非常標(biāo)準(zhǔn)的，但如果您想要高分辨率和/或絕對(duì)位置信息，則可以獲得相當(dāng)昂貴的代價(jià)。我們對(duì)AMS等供應(yīng)商提供的一些便宜，高分辨率的磁編碼器感興趣。事實(shí)證明，盡管他們聲稱12和14位分辨率（分別為0.09和0.02度），它們但在一定程度上的英文非線性的！然而，我們發(fā)現(xiàn)這種非線性是非?？芍貜?fù)的，我們能夠開(kāi)發(fā)一種快速，自包含（電機(jī)）校準(zhǔn)程序，可以將分辨率恢復(fù)到0.1度以上（稍后再來(lái)）這是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)工作，值得自己的構(gòu)建日志?。?/font>
3）驅(qū)動(dòng)電路/電力電子元件激勵(lì)電機(jī)繞組。許多工業(yè)伺服系統(tǒng)使用離散?橋。每相需要自己的?橋（對(duì)于兩相電動(dòng)機(jī)...三相電動(dòng)機(jī)中的每個(gè)半橋），其由至少4個(gè)（如果不是8個(gè)）（...包括續(xù)流二極管）分立開(kāi)關(guān)裝置組成。投入門驅(qū)動(dòng)電路，事情開(kāi)始變得昂貴。我們希望找到一個(gè)可以提供電流反饋的單芯片集成解決方案，我們發(fā)現(xiàn)在A4954雙通道PWM驅(qū)動(dòng)器中。
4）控制電子通常是微控制器或FPGA。在此之前，我們決定使用Arduino兼容性是為了使固件盡可能方便。我們選擇使用SAMD21 ARM M0 +（Arduino Zero兼容）處理器來(lái)平衡成本和性能。我們的面包板原型系統(tǒng)驗(yàn)證了該處理器能夠執(zhí)行必要的算法....
