Реакция моторов отличается от высокочастотного ШИМ


8

Мы делаем младшего футбольного робота, и мы только что получили наши блестящие моторы от Maxon. Установив таймер ШИМ на низкие частоты (около 39 кГц или 156 кГц), робот работает как положено. Но это создает некоторые проблемы.

  1. Он налагает сильный ток на батареи (около 1,5 А для 3 двигателей, что слишком много).
  2. Высокий ток заставляет наши мотор-драйверы (L6203) очень быстро нагреваться, и даже радиаторы не помогут им.
  3. Двигатели издают такой плохой звук, потому что они кричат, и это ненормально.

В отличие от этого, когда я настраиваю таймер на высоких частотах (таких как 1250 кГц или 10000 кГц), ток падает до 0,2 А, что идеально, и звуки прекращаются. Но это вызывает проблему, заключающуюся в том, что наши 3 мотора, настроенные на максимальную скорость (ШИМ 255), не работают с одинаковыми оборотами. как один из них работает медленнее, чем другие, заставляя робота поворачиваться в определенную сторону, и поэтому наши функции обработки не работают правильно.

Спросив кого-то, он сказал мне, что драйверы не реагируют одинаково на частоты, что приводит к разным скоростям, и потому что на низких частотах разница очень мала, я ее не замечу, но на более высоких частотах разница становится больше и заметнее.

Так есть ли решение этой проблемы? или я должен продолжать использовать низкие частоты?

PS: я использую ATMEGA16 в качестве основного контроллера с внешним кристаллом 10 МГц.


Просто чтобы нам было понятно, все ли драйверы идентичны?
Джо Бейкер

Да, драйверы все идентичны ..
Миро Маркараванес

Есть ли конкретная частота среза, где это становится проблематичным? Кроме того, есть ли у вас доступ к логическому анализатору случайно?
Джо Бейкер

Я не знаю, есть ли частота среза или нет ... Однако я предполагаю, что кристалл 10 мГц не может произвести необходимые часы для 3 двигателей. Это вообще возможно? что вы подразумеваете под логическим анализатором? однако у меня есть осциллограф.
Миро Маркараванес

Сильно сомневаюсь, что это кристалл. Логический анализатор - это особый тип области (или иногда дополнительный модуль для существующей области). Однажды я имел дело с проблемой дрожания в сигналах ШИМ, которая вызывала дрожание сервоприводов. Мы использовали Salae ( saleae.com/logic ), чтобы взять большую (~ 10 тыс. Импульсов ) выборку импульсов при заданной ширине и измерили джиттер, рассчитав стандартное отклонение ширины набора выборок. Возможно, вы могли бы использовать свою область видимости для поиска похожих проблем, но вы, вероятно, не можете получить достаточно большой образец сразу для вычислений stdev.
Джо Бейкер

Ответы:


3

Хотя я не знаю, как устранить основную причину проблемы, обходной путь заключается в использовании обратной связи с обратной связью. Если вы можете измерить скорость каждого колеса (например, с помощью энкодеров), вы можете использовать PID-подобный алгоритм для регулировки скорости ваших колес, чтобы робот двигался прямо.

Компас или гироскоп также подойдет для этой задачи.


Я уже использую компас и PID для своих функций вращения, чтобы направить робота в правильном направлении к цели противника. Однако ваш ответ сработает, но мне нужно будет решить проблему, а не просто снижать скорость, пока робот не начнет двигаться прямо. Thx
Миро Маркараванес

@MiroMarkarian - Дело в том, что если у вас есть одна петля ПИД-регулятора на двигатель, не должно иметь значения, что они реагируют по-разному, потому что петля ПИД-регулятора будет регулировать выходную мощность ШИМ для каждого мотора, чтобы энкодер на колесе отслеживал требуемую скорость и положение. ,
Марк Бут

0

Два вопроса по оборудованию,

а) Чип требует времени для включения и выключения. Нагревая больше, в то время как между включением и выключением. Таким образом, нет смысла использовать слишком высокую частоту. Обычно достаточно 10, 15 или 20 кГц, вне диапазона человеческого уха.

См. Подробности (объясните эффекты частоты с примерами 20 микросхем от многих компаний) (особенно те пункты, которые указывают ультразвуковую частоту 20 кГц) в
http://www.pololu.com/category/11/brhed-dc-motor-drivers

б) Катушка двигателя имеет индуктивность. Слишком высокая частота уменьшает ток, низкий крутящий момент, низкие обороты.

По-видимому, 0,5 А на двигатель кажется в нормальном диапазоне. Вероятно, при 6, 7,2 или 12 вольт, от нескольких ватт до 10 ватт на двигатель для быстрого движения робота.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.