Глаз Wi-Fi, часть 3: выбор правильных сервоприводов для работы
Часть 3 этого проекта сосредоточена на выборе и настройке сервомашин, которые вы будете использовать для создания выразительных реакций Wi-Fi Eye.
Если вы просто присоединяетесь к нам, обязательно прочитайте Часть 1 и Часть 2 (прошивка, проводка и подключение), прежде чем продолжить.
Содержание
- Часть 1: Введение и спецификация проекта
- Часть 2. Прошивка, подключение и подключение
- Часть 3: Сервоприводы
- Часть 4: Силовые и неопиксельные огни
В этой статье мы займем некоторое время, чтобы пройти серво, необходимые для того, чтобы наши боты выскакивали. Даже если вы не создаете Wi-Fi Eye, вам может понадобиться следующий выбор для выбора сервопривода для вашего следующего проекта.
3D-печать тела вашего бота
Я собрал несколько очень подробных инструкций о том, как 3D печатать тела бота для этого проекта. Вы можете найти их на DIY Hacking:
- Введение в 3D-печать
- Глаз кожи агамотто
- Призрачная кожа
Органы - это то, что придает боту его причудливый характер, но устройство отлично функционирует без них.
Сервоманы, о которых мы поговорим, это то, что позволит вашему глазу делать такие классные вещи, чтобы предупредить вас о появлении нового сигнала:
Выбор правильного сервопривода
Есть тысячи сервоприводов на выбор, и потребуется еще одна статья, чтобы объяснить все варианты. Вот быстрый контрольный список, который вы должны выполнить при попытке решить:
Широкий спектр сервоприводов
Большинство из них достаточно понятны, но нечувствительность и отказы, в частности, часто игнорируются, и они будут важны для этого проекта.
- Размеры и напряжение
- Скорость и крутящий момент
- Диапазон движения
- Аналоговый и цифровой
- ШИМ-ставка
- Cored vs coreless против BLDC
- Точность и повторяемость
- Мертвая зона
- Failsafes
Сохранение износа Малый: Глаз варианта Агомотто
Вариант Agamotto использует два сервомашины HK5330S от Hobbyking, которые являются самыми маленькими цифровыми сервоприводами, которые я могу найти, которые будут работать от одноячеечной батареи. Это означает, что между ним и литий-ионным аккумулятором не требуются преобразователи напряжения, что экономит электроэнергию, тепло, размер и стоимость.
Бонус: он крошечный!
Цифровой «нано-серво» HK5330S по сравнению с 10-летней аналоговой моделью стандартного размера
Они достаточно прочные и точные по своим крошечным размерам и поставляются с обычным ассортиментом серво-рога. Для нашего приложения их единственной проблемой является цифровое отказоустойчивое устройство, которое оставляет его заблокированным до последней отправленной позиции, поэтому мы не можем «отключить» серво. Это было бы хорошо на RC-плане, но здесь это означает, что мы должны быть осторожны, чтобы только серво, чтобы перейти в позицию, на которую он может физически добраться, так как он никогда не откажется от попыток добраться туда, пока все еще работает.
Два сервопривода используются для создания анимированного глаза Agamotto с независимыми верхними и нижними крышками, приводимыми сбоку, чтобы конструкция была «плоской», насколько это возможно. У нас просто нет места для обычной компоновки барьеров, которые вы видите в анимированных головах.
Стационарное и более низкое обслуживание: вариант Ghost Ghost
В этом случае используется один сервоуправляемый 5-ваттный 9-граммовый стандартный сервопривод, который многие люди используют в коробке деталей. Я сознательно использовал самый дешевый, самый противный, самый старый сервопривод 9g, который у меня был, и он работал нормально. Немного хрящевато, возможно, (поскольку эти сервоприводы имеют тенденцию быть), но достаточно крутящего момента, чтобы вращать спину наполовину забавно. Время жизни, вероятно, не будет большим, но я не хотел бы потреблять один из 30 сервомашин, которые я использую в своих трикотажах. Цифровые сервоприводы страшно сильны и полны переполнения здесь.
Различные 9-граммовые микросервисы: дешевый аналоговый сервопривод MG90 рядом с дорогостоящим современным цифровым сервоприводом с высоким крутящим моментом (обратите внимание на металлический радиатор «корпус»)
Поскольку эти более крупные сервосистемы требуют от 5 до 6 вольт, сборка Ghost не использует встроенную батарею. Одна литий-ионная ячейка была бы слишком низкой (3-4 В), а две ячейки были бы слишком высокими (7-8 В), поэтому преобразователь постоянного тока был бы необходим, чтобы быть в порядке, и с этим, несомненно, придет больше проблем.
Кроме того, нет смысла подчеркивать, что Ghost «носит» как Eye of Agomotto - он больше похож на художественную установку, висящую от потолка от проводов и снаружи с помощью USB-порта / адаптера 5 В.
Подключение сервоприводов
Приятно, если вы можете получить соответствующие разъемы для вашего серво. В противном случае вам необходимо отключить вилку и проложить провода для прямой пайки. Проложите заземляющие (черные) и положительные (центральные красные / коричневые) соединения с вашей энергосистемой (обычно это колодки на стороне входа регулятора напряжения). Помните, что сервоприводы могут впитать довольно много тока, поэтому будьте прямолинейными.
Это оставит третий (обычно желтый) ШИМ-сигнал. Это перенаправляется на один из контактов контроллера ESP-12. Доступны контакты 11-14. Контакт 14 предпочтительнее, но вы можете настроить его позже, так что выбирайте все, что создает чистую проводку.
Тестирование огней и сервоприводов
Протокол PWM сервомашин более прост, чем последовательный протокол WS2812b, и не должно быть проблем с управлением сервоприводами 5V (или более высокого напряжения) от 3-вольтового микроконтроллера. Я почти не тестировал весь спектр, но такое перекрестное смешение распространено с RC-редуктором, и каждый сервопривод, который я пробовал до сих пор, сработал.
Рекомендуется подключить сервопривод и включить питание, чтобы вы могли протестировать его и грубо «нулевым» сервоприводом до его логического начального положения до его физической установки. Пока диапазон движения, который вам нужен, находится в диапазоне сервопривода, мы можем позже настроить остальные в программном обеспечении.
Настройка сервоприводов
Из интерфейса администратора кнопка «система: конфигурация» открывает диалоговое окно, которое настраивает большинство аспектов системы, включая сервоприводы.
В разделе «FX» вы можете установить, в каком режиме сервосистема входит в режим включения питания. Как только ваше устройство будет завершено и протестировано, вы, вероятно, поместите его в «автоматический» режим. Но на ранних этапах лучше оставаться «выключенным» или «ручным» и включать сервоприводы после каждой перезагрузки через интерфейс.
Если полная система питания не установлена (например, если она работает от USB), вы можете не иметь достаточного тока для сервоприводов при запуске, и ваше устройство может перейти в аварийный цикл, требуя, чтобы вы физически отключили сервоприводы (или используйте другой источник питания), чтобы вернуться в конфигурацию и остановить их. Из-за этого только переключитесь на «авто», как только будете готовы.
Текущая прошивка по умолчанию поддерживает два сервоустройства. Вы можете назначить вывод GPIO для каждого сервопривода в конфигурации из ограниченного набора параметров. По умолчанию используются контакты 14 и 13.
Степени для микросекунд
Остальная часть настройки сервопривода - это поворот угла в градусах (в соответствии с сценариями аниматроники) на длительность длительности импульса ШИМ в микросекундах. В идеале мы хотим иметь возможность исправлять вариации среди сервоприводов, поэтому нам не нужно переписывать все наши скрипты, если мы поменяем сломанный двигатель.
Для каждого сервоуправления мы имеем длину min imum и max imum pulse. Согласно «стандарту», это должно быть 1000 и 2000 микросекунд, соответственно, и это хороший старт. Однако, вот некоторые вещи, которые следует учитывать:
- Сигнал ШИМ идет от 0-100%, но сервоприводы имеют диапазон движения от 30 до 270 градусов.
- Направление «положительного угла» зависит от того, каким образом сервопривод сталкивается (спереди или сзади).
- Ваша предпочтительная «нулевая точка» не обязательно находится на одном из концов. Это может быть посередине.
- Ваш сервопривод может быть физически ограниченным, поэтому вы не хотите, чтобы он использовал свой полный диапазон и перешел за безопасные пределы.
- ESP8266 не совсем точен, хотя он повторяется. Внутренние часы не обеспечивают идеальное разделение частоты для задания, поэтому «1500» на самом деле даст вам немного другое.
- Каждый сервопривод отличается. Даже идентичные сервомашины различны. Даже тот же сервопривод отличается при разных нагрузках и температурах.
Таким образом, конфигурация имеет явную нулевую точку, которая допускается за пределами пределов (что означает, что сервоприводу никогда не будет разрешено перейти к «нулевым градусам», но по-прежнему использует эту логическую позицию в качестве ссылки). Зубцы сплайнов иногда могут сделать невозможным получение сервопривода отлично, если рожок уже прикреплен, поэтому очень удобная настройка этой позиции с помощью программного обеспечения.
Каждый сервопривод имеет шкалу, которая преобразует градусы в микросекунды. Если это отрицательно, то сервопривод перевернет направления. Изменение масштаба позволяет универсальным и широкодиапазонным сервоприводам калибровать все те же устройства.
На практике заданный угол (от -90 до 90 градусов) умножается на шкалу, добавляется к нулевой точке, а затем ограничивается min imum и max imum. Вы должны «отобразить» каждый сервопривод в этот логический диапазон таким образом, который имеет смысл для вашего приложения. Например, Eye of Agomotto имеет один серво "обратный" (отрицательный масштаб), так что движение обоих век совпадает с направлениями ползунка в пользовательском интерфейсе.
Чтобы найти идеальные значения, измените настройки конфигурации серво в диалоговом окне, сохраните и закройте. Последующие сервоприводы (либо ручное перемещение ползунков управления, либо автоматическая реакция) будут использовать новые ограничения.
В следующий раз…
В заключительной статье серии Wi-Fi Eye мы рассмотрим наши энергосистемы и освещение.