04 Agbára Agbára: Afárá MOS Ìpele Mẹ́ta ló ń pinnu agbára agbára ìjáde Iṣọpọ̀ náà

Àwòrán 5: Àwọn wáyà mọ́tò onípele mẹ́ta náà ni a so pọ̀ mọ́ apá agbára MOS, pẹ̀lú àwọn resistor àpẹẹrẹ, àwọn awakọ̀ àti àwọn èròjà àlẹ̀mọ́ tí a ṣètò yí i ká.

 

A ṣe apẹ̀rẹ̀ awakọ apapọ yii fun awọn mọto alailopin mẹta. Iṣakoso iṣẹ-ṣiṣe giga ti awọn mọto BLDC oni-ipele mẹta nigbagbogbo nilo awọn afara idaji mẹta, ti o ṣẹda inverter oni-ipele mẹta pẹlu o kere ju MOSFETs agbara mẹfa. Awọn ẹrọ MOS ti o tobi pupọagoloa le rii lori PCBA ti o yi awọn aaye solder ti o wu mẹta pada, ni ibamu pẹlu faaji yii.

 

A le ṣe irọrun ọgbọn iṣiṣẹ ti afara ipele mẹta bi atẹle:

A máa ń fi agbára bátìrì tàbí bọ́ọ̀sì sínú rẹ̀ nípasẹ̀ P+ àti P-; ìyípadà iyara gíga ti àwọn àforíjì MOS yí agbára fúlọ́ọ̀tì DC padà sí agbára ìpele mẹ́ta;

Ìṣàn onípele mẹ́ta náà ń ṣàn sínú àwọn ìyípo mọ́tò láti ṣe àgbékalẹ̀ pápá mágnẹ́ẹ̀tì tí ń yípo; Olùdarí náà ń ṣe àtúnṣe sí àwọn ìyípo iṣẹ́ PWM nígbà gbogbo ní ìbámu pẹ̀lú ipò encoder àti ìdáhùn lọ́wọ́lọ́wọ́;

Níkẹyìn, o ṣee ṣe kí okùn náà lè jáde láti fi agbára ìfọkànsí, iyàrá tàbí ipò rẹ̀ hàn.

Apẹẹrẹ ti ko dara ti apakan yii yoo ja si ọpọlọpọ awọn iṣoro deede: igbona MOS ti o pọ ju, jitter iyara kekere, ripple iyipo lile, idamu aabo overcurrent eke, ati idilọwọ EMI ti o ni ipa lori awọn koodu tabi awọn iyika ibaraẹnisọrọ. Fun idi eyi, apẹrẹ powerboard fun awọn isẹpo robot jẹ ipenija pupọ ju ti awọn board awakọ ọkọ ayọkẹlẹ kekere lasan lọ.

 

Àwòrán 6: A lè rí ẹ̀rọ amúṣẹ́dá TLV767 lórí pátákó náà, pẹ̀lú àwọn inductor, capacitors àti ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn èròjà agbára oní-kéré.

Igi ipese agbara tun tọ lati ṣe ayẹwo. Awọn olutọsọna LDO gẹgẹbi TLV767 ati awọn inductor agbara ti a samisi "100" han lori PCB. Ni akiyesi ipo lilo ti awọn asopọ ti a ṣe iyasọtọ 48V, a le ṣe iṣiro pe eto foliteji kekere ko ṣeeṣe lati dinku taara lati inu foliteji giga nipasẹ LDOs nikan. Dipo, a gba eto ipese agbara ti o jọra si atẹle yii:

Bọ́ọ̀sì oní-fóltéèjì gíga → Ìyípadà ìpele-ìsàlẹ̀ → Àwọn irin-ìfà-fóltéèjì oní-kéré (5V / 3.3V, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ) → Ìlànà LDO kejì / ìṣàlẹ̀ ariwo agbègbè

Ìgbékalẹ̀ agbára yìí jẹ́ èyí tó bójú mu jù. MCU, encoder, sampling amplifiers àti communiserte transceivers nílò agbára voltage kékeré tó mọ́ tónítóní, nígbà tí àwọn MOS switches àti motor phase lines ń mú ariwo tó lágbára jáde. Tí agbára voltage kékeré kò bá ní agbára ìdènà tó tó, àwọn àṣìṣe àkọ́kọ́ tó máa ń farahàn kìí sábà jẹ́ àṣìṣe mọ́tò, bí kò ṣe àwọn igun tó ń fò lójijì, ìjákulẹ̀ ìbánisọ̀rọ̀ tàbí kíkà àyẹ̀wò lọ́wọ́lọ́wọ́ tó ń lọ sílẹ̀.

05 Ìmọ̀lára Ìsinsìnyí àti Ìwọ̀n Òtútù: Àwọn Isopọ̀ Rọ́bọ́ọ̀tì Gbọ́dọ̀ Ṣàyẹ̀wò Ìyípadà Ìjáde ní Àkókò Gíga

 

Àwòrán 7: Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn resistor ìrísí R001 tí ó ní ìwọ̀n kékeré wà lábẹ́ apá agbára onípele mẹ́ta.

Àwọn èròjà R001 ṣe pàtàkì lórí pátákó yìí, wọ́n dúró fún àwọn resistor ìpele milliohm tí ó ní ìwọ̀n ìpele kékeré (1 mΩ sábà máa ń jẹ́) tí a lò láti wọn ìpele motor tàbí bus current. Ìmọ́lẹ̀ current jẹ́ kókó ìṣàkóso closed-loop fún àwọn ìsopọ̀ robot, nítorí pé agbára ìjáde ti mọ́tò BLDC kan ní ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú ìpele phase current rẹ̀.

Ní ọ̀rọ̀ mìíràn, olùdarí kò “ṣe àkíyèsí” ìjáde agbára ìsopọ̀ náà; dípò bẹ́ẹ̀, ó ṣírò agbára ìṣàn náà nípa wíwọ̀n ìṣàn voltage kékeré lórí àwọn resistor sens:

Fọ́ltéèjì ìfàsẹ́yìn kọjá ìdènà ìmọ̀lára → Ìmúdàgba àti ìṣàlẹ̀ → Àyẹ̀wò ADC → Ìṣirò lọ́wọ́lọ́wọ́ → Ìṣàkóso ìyípo FOC

Ipese ti pq ifihan agbara yii ni ipa taara lori:

Ìṣàkóso Ìyípadà ...

Ìrọ̀rùn Kekere: Ariwo gíga tí a fi ń ṣàyẹ̀wò sábà máa ń fa ìró ní iyàrá kékeré.

Ààbò tó ń lọ lọ́wọ́lọ́wọ́: Ìdáhùn díẹ̀díẹ̀ lè mú kí MOSFET jóná, nígbà tí àwọn ètò tó lágbára jù lè mú kí ààbò èké máa wáyé.

Ìlànà Ìṣàkóso Ooru: Ìṣàn omi gíga tí ó dúró ṣinṣin yóò mú kí ìwọ̀n otútù pọ̀ sí i ní àkókò kan náà nínú àwọn ìyípo mọ́tò, MOSFET àti àwọn resistor current-sense.

Láti ojú ìwòye ìṣètò, gbígbé àwọn resistor current-sense súnmọ́ MOSFETs àti phase waya ń dín ìlù gíga kù, èyí tí ó ń ran lọ́wọ́ láti dín ìfàsẹ́yìn parasitic àti àṣìṣe ìṣàyẹ̀wò kù. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ resistor àti capacitors kékeré ni a ṣètò nítòsí ìpele kọ̀ọ̀kan, tí a sábà máa ń lò fún dídí ẹnu ọ̀nà, ṣíṣàyẹ̀wò ìṣàyẹ̀wò, ìdúróṣinṣin awakọ̀ àti pípa ìsopọ̀ mọ́ra.

Àwárí iwọ̀n otútù náà ṣe pàtàkì bákan náà. Àmì MOTOR NTC tọ́ka sí thermistor tí a fi sínú mọ́tò tàbí lẹ́gbẹ̀ẹ́ àwọn windings náà. Fún àwọn isẹpọ̀ robot humanoid, iṣẹ́ iyàrá kékeré tí ó ní agbára gíga, ìdúró tí ó dúró pẹ́, àti ipa ìgbà díẹ̀ nígbà dídúró tàbí dídúró gbogbo wọn ló ń mú kí iwọ̀n otútù pọ̀ sí i. NTC ń jẹ́ kí olùdarí ṣe àwọn iṣẹ́ mẹ́ta pàtàkì tí ó dá lórí iwọ̀n otútù:

Ìdíwọ̀n ìṣiṣẹ́ lọ́wọ́lọ́wọ́: Dín ìṣiṣẹ́ agbára tó pọ̀ jùlọ kù bí iwọ̀n otútù bá ń pọ̀ sí i;

Ipalọ aabo: Tẹ ipo aṣiṣe ni kete ti iwọn otutu ba kọja opin aabo.

Èyí tún jẹ́ agbára pàtàkì tí àwọn ìsopọ̀ robot ọ̀jọ̀gbọ́n gbọ́dọ̀ ní. Láìsí ìṣàkóso ìgbóná tí ó ní ìdènà, ìsopọ̀ náà kò lè ṣiṣẹ́ dáadáa fún ìgbà pípẹ́ láìka ìwọ̀n agbára tí ó ga jùlọ sí.

06 Wiwa Ipo: Awọn Enkodu Magnetic Meji ati Awọn Jia Yi Awọn Igun Yipo Kanṣoṣo pada si Awọn kika Ipo Yipo Pupọ

Lẹ́yìn tí a bá ti yọ PCBA kúrò, a lè rí àwọn ètò ìṣiṣẹ́ kéékèèké ní ẹ̀gbẹ́ kejì. Àwọn wọ̀nyí kìí ṣe àwọn ìṣiṣẹ́ ìdínkù pàtàkì, ṣùgbọ́n àwọn ètò ìrànlọ́wọ́ tí a ṣe fún wíwá ìgun.

 

Àwòrán 8: Àgbègbè ìfàmọ́ra àti màgnẹ́ẹ̀tì ní apá ẹ̀yìn pátákó ìṣàkóso

 

Àwòrán 9: Yíyípo ọ̀pá àárín gbùngbùn ń mú kí àwọn gíá pinion méjì tó wà ní ẹ̀gbẹ́ rẹ̀ yípo ní ìṣọ̀kan.

Ní ọ̀nà ìṣètò, yíyípo ọ̀pá àárín ni ó ń darí àwọn gíá kékeré méjì náà. A fi ẹ̀rọ mànàmáná kan sí àárín gbogbo gíá kékeré kọ̀ọ̀kan, pẹ̀lú àwọn ICs mànàmáná tí a gbé sórí àwọn ipò tí ó báramu ní apá ẹ̀yìn PCBA. Àwọn mànàmáná ń wọn àwọn ìyàtọ̀ igun ti àwọn pápá mànàmáná, èyí tí ó ń mú àìní fún àwọn díìsì gíátà optical kúrò. Wọ́n fara da ìbàjẹ́ epo àti eruku díẹ̀, èyí tí ó ń mú wọn dára fún àwọn ìsopọ̀ robot tí a ti dì mọ́.

 

Àwòrán 10: Ìṣètò ìyípadà onígun méjì àti ìyípadà onígun méjì mú kí ìpinnu ìyípo onígun pọ̀ sí i, ó sì mú kí a lè rí ipò tí a ń yí padà lọ́pọ̀lọpọ̀.

Ohun tó ṣe pàtàkì jùlọ níbí ni ìṣètò "dual-gear + dual magnetic encoder". Ìníyelórí rẹ̀ kọjá fífi sensọ kejì kún un fún ìṣedéédé tó ga jù; ó ṣeé ṣe kí ó jẹ́ àgbékalẹ̀ láti ṣe ètò ìyípadà ipò tó ní ìyípadà púpọ̀:

Àmì ẹ̀rọ mànàmáná kan ṣoṣo ń wọn àwọn igun láàárín 0–360° dáadáa;

síbẹ̀ ìsopọ̀ kan lè yí àwọn ìyípadà púpọ̀ padà, àti pé ìyípadà kan ṣoṣo kò lè pinnu iye àwọn ìyípadà fúnra rẹ̀;

Tí àwọn gáàsì méjèèjì bá ní iye eyín tàbí ìpíndọ́gba gáàsì tó yàtọ̀ síra, wọ́n máa ń ṣe ìbáṣepọ̀ bíi vernier;

Nípa pípa àwọn ìka ìgun méjì pọ̀, olùdarí náà ṣírò ipò pípé lórí ìwọ̀n tí ó gbòòrò púpọ̀.

Ìṣètò yìí ń fún àwọn robot ènìyàn ní àǹfààní gidigidi. Lẹ́yìn tí agbára bá ti pa, àwọn ẹsẹ̀, apá tàbí ìbàdí lè yí padà nípasẹ̀ agbára láti òde. Nígbà tí a bá tún agbára padà, àwọn ìsopọ̀ tí ó nílò ìṣípo gíga máa ń ní ìṣòro díẹ̀, wọ́n sì máa ń fa ewu ààbò. Ìmọ̀lára ipò pípé tí a ń yí padà púpọ̀ máa ń jẹ́ kí àwọn ìsopọ̀ lè gba ìwífún nípa ipò padà lẹ́sẹ̀kẹsẹ̀ nígbà tí agbára bá ti padà bọ̀ sípò.