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折腾山寨舵机MG996R(弄得比较完美了....)

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发表于 2014-12-19 08:07:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 ken128 于 2014-12-24 17:45 编辑

准备上大机机了。
舵机这块是很大的挑费。价格不匪。
舵机的选择无外是看中扭矩、速度、准确、寿命、价格。
对于标准舵机福系3001/3003之类的,2-3公斤厘米/3-4公斤厘米扭矩,0.2秒的慢速响应,价格偏贵。
于是,想在国产大扭矩,稍快一些的舵机中找一找适中的。

首先瞄准的就是国产山寨舵机。
因为对山寨辉盛SG90舵机有很好的印象。具体就是速度快,似乎有0.0几秒的样子(不可能慢,4级变速齿轮,粗略估计变速比在11:1, 114.jpeg 1000转/分的电机就可以达到0.1秒的速度),回中较准,寿命不短)注:实际电机启动后达到额定转速需要一定时间,所以电机一定选的转速更高。
于是,先淘入一种纯山寨20元的大扭力金属齿舵机,实为仿国产MG996R。
我把原厂参数也帖在这里对照:
尺寸:40.8*20*38mm
重量:55g
速度:4.8V@0.20sec/60°
6.0V@0.19sec/60°
扭力:4.8V@13kg-cm
6.0V@15kg-cm
电压:4.8V-7.2V
空载工作电流: 120mA
堵转工作电流: 1450mA
响应脉宽时间: ≤5usec
角度偏差:回中误差0度, 左右各45°误差≤3°。
齿轮: 5级金属齿轮组
连接线长度: 300mm
接口规格: JR/FP通用。

第一印象是,外壳、杜邦线(带护套)都很正常,线径较粗,内部齿轮加工细致,5级变速齿轮,电机个头大不少,电路板焊接质量达标(现代的回流焊工艺都比人工焊的强)。
上电试验,失望,速度慢。电流大。
于是拆解查找原因发现,山寨的和原厂的差别在于轴承上
113(1).jpeg
112(1).jpg
国产原厂的是双轴承,而山寨的是双环,一个是铜环,一个是塑料环。外套的是铜环问题不是很大,因为这里转速不是很快,磨损不会很快,能保证长时间不出现虚位。就是这个里环不行。配合得非常非常紧。就是说空载运行就有了很大的负荷,怪不得很多人说没用多久电机就烧了,电刷就完了。
于是上电磨把里环的内径磨大了些,配合滑顺了后再装回去试。转速正常了,电流小了。没处理前转动起来电流就大跟堵转似的,可想而知,电刷完的快。
山寨的倒是没有虚位问题。也就是框量很少。
山寨的也没有抖舵问题。
山寨的没有测扭矩,肯定缺斤短两。再短也不会短于5公斤。想想还是金属齿的,可以接受。
缺点还有,回中不准,时准时不准,电压高了稍好,可能是电位器不良。

初步结论是:大油机得用6V供电了,这样大舵机速度才有保证,我没有动力锂电,将来就选铁锂吧,电流得大。供电联线也要粗。

看着大舵机这些麻烦事,怀念9克舵机时代。经常问自已,1米2飞得岗岗的,干嘛要折腾大的呢?唯一一个理由就是要吊机。可到时要选快的舵机,50级光吊机的话,有可能用飞快的小银燕金属呢。——想法全没经过实践,请勿效仿。

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拆解内部照片


全图
11111.jpg

三极电机,型号RF-020TH。
11112.jpg

外面看到的电路板,芯片型号是第一行AA51880 第二行0014,常见的舵机控制芯片。
11115.jpg

里面看到的电路板,两个芯片型号分别是上边一个第一行9926第二行AAG443,是双N沟道MOS管,下边一个第一行4953第二行14GGHS,是双P沟道MOS管。两个双管像是要构成H桥式电机驱动器。
11113.jpg

电位器(很像日本NOBLE帝国)
11116.jpg

咱们坛子里有一家就是卖这种电位器的,如果想提高一下品质,不仿从他那买来换上。链接是 http://bbs.mx3g.com/thread-360242-1-1.html 。型号分析大根是XV04911,220度旋转的。标称寿命是上百万次!!每周飞3天的话,也能飞5年了。

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测试视频

测试设备:传家之宝 神控
111111.jpg

夹持舵机之桌钳
111112.jpg

重点测低压(四节镍氢)和高压(锂类+UBEC)
111113.jpg 111114.jpg

视频


这里多说几句。正如国外大师评价的,天朝电机用的是廉价3极电机,惯性大,刹车不准。

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电机


电机RF-020TH(怎么和F系的S3001同型号?),TB上4块钱。
111.gif
11111111.jpg


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电路图AA51880

a111.gif

11脚——死区调整
2、5——H左臂上、下驱动
3、6——H右臂上、下驱动
9——基准电压,供给主轴电位器
7——担架电容器
15——电位器中点
16——锯齿波发生器电容,控制驱动逻辑
1——锯齿波发生器电阻

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电位器

a112.png
型号: XV09411
Operating Temperature Range   -10 to 70℃
Rated Power                              0.05W
Rated Voltage/Current                ---
Maximum Operating Voltage      6V DC
Nominal Total Resistance             5K Ω
Total Resistance Tolerance         +/-20%
Resistance Taper                        0B
Insulation Resistance                  250V DC
Dielectric Resistance                   250V AC
Total Rotation Angle/Travel         220+/-5°
Rotation Torque                        3mN.m MAX.
Life                                            1,000,000 cycles
Dimensions                                10.0 x 12.2 x 17.8 mm

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关于死区调整

AA51880原理图中,11脚是死区电阻,图中标明是1K。可舵机里放的是2.7K。

1a1.jpg

用示波器测得死区有90uS之巨,微小的摇杆变化舵机不动。
R3这个电阻的大小,决定了死区的大小。将其短路,舵机就在平衡点以50HZ的频率抖舵。说明太小不行。
将其改成1K,再测试。死区减小到10uS以下,棒极了!!
微小的摇杆变化,舵机跟随很好。回中也准多了。
见视频。




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关于“Overshooting”

回到上面,再比较两个视频发现:

第一个视频,死区大(2.7K),overshooting小,回中不太准,小舵灵敏度低;
第二个视频,死区小(1K),overshooting大,回中准,小舵灵敏度高。

这两种情况是一对矛盾,究竟如何取舍呢?
暂时按后者来取舍吧!这个飞3D需要。
视试飞情况再下最后结论。

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给舵机大电流供电(或装BEC)问题

Y线或杜邦线排针专做一个接线板。
1b1.gif
发表于 2015-1-1 23:04:25 | 显示全部楼层
怎么说、做大飞的日子指日可待了、谢谢!(我的台锯已完工、节后是照片)
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发表于 2014-12-31 09:14:23 | 显示全部楼层
楼主又更新了,接着学习。谢谢分享!
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 楼主| 发表于 2014-12-31 07:14:37 | 显示全部楼层
用示波器检查的过,顺时针的时候是脉宽增加,反方向是减少。
这样安排比较附合习惯。
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 楼主| 发表于 2014-12-31 06:58:22 | 显示全部楼层
本帖最后由 ken128 于 2014-12-31 08:42 编辑

还有一个现象没有想明白。
仔细观察,顺时针转动时没overshooting,反时针时才有。
所有都一致的是。

充电快,放电慢?三角波发生器?担架电平电路?

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 楼主| 发表于 2014-12-31 06:25:13 | 显示全部楼层
批量入的9个全到了。
昨天2块钱买了50个1K帖片电阻,零买就是比买整盘的贵,买那么多也没用,一种致少得买50个。
一鼓作气全换上了。
个个儿OK。

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 楼主| 发表于 2014-12-31 06:21:25 | 显示全部楼层
ken128 发表于 2014-12-23 21:58
这位才是高人 http://wenku.baidu.com/link?url=KCLNqcp-hjXr-CnqXZBNJpQf2F5vZYMZm3Pq8fdMlO7DyjjFhKBBz ...

不久就会有数字舵机伺服板子出来,到时全换上,升级无压力。
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发表于 2014-12-19 08:25:17 | 显示全部楼层
ken贴必来
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发表于 2014-12-19 08:34:47 | 显示全部楼层
技术贴 楼主真能折腾
以前干过维修吧
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发表于 2014-12-19 08:55:47 | 显示全部楼层
也就是说,山寨的比原厂的还好了
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发表于 2014-12-19 09:03:24 | 显示全部楼层
楼主是实干+研究
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发表于 2014-12-19 09:25:33 | 显示全部楼层
毕竟3001系列问世都超过20年了,有一定市场评价.
另外,提醒你,3001是标准舵机,只能对应初级动作,高级的,要更好的扭力及速度值.
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发表于 2014-12-19 09:45:48 | 显示全部楼层
路过支持国货。
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 楼主| 发表于 2014-12-19 11:27:30 | 显示全部楼层
流浪 发表于 2014-12-19 08:55
也就是说,山寨的比原厂的还好了

从哪看出来的?

但相信原厂的电机力量更大,原厂的电位器定位更准,电位器不能有虚位。

不过,原厂的也没人说好。  http://www.rcmodelreviews.com/mg995review.shtml      所以就没必要计较了。
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发表于 2014-12-19 17:22:24 | 显示全部楼层
顶一下,不错,又玩大机了
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发表于 2014-12-19 18:29:29 | 显示全部楼层
帮顶,一分价钱一分货。
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发表于 2014-12-19 19:50:48 来自手机 | 显示全部楼层
静态性能参数只是一方面,还要测试动态性能啊,受震动时电位器可能接触不良,引起抖舵。
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 楼主| 发表于 2014-12-20 04:57:50 | 显示全部楼层
yafizhang 发表于 2014-12-19 19:50
静态性能参数只是一方面,还要测试动态性能啊,受震动时电位器可能接触不良,引起抖舵。


静态不抖就已经很OK了。
你看看这100多的高级舵机抖的。
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 楼主| 发表于 2014-12-20 05:20:35 | 显示全部楼层
yafizhang 发表于 2014-12-19 19:50
静态性能参数只是一方面,还要测试动态性能啊,受震动时电位器可能接触不良,引起抖舵。

如果是震动导致接触不良,很好查。抓住舵机,用中指像弹(崩)脑壳儿那样弹它,看抖不抖。
如果是动态才抖,应该从整机电路上找问题,多数是电供应不足,换高电压装UBEC,换粗导线给舵机专门供电。我的蓝宇神控接收机就有这个问题。装4个舵机就没问题,装5个舵机就一起动。如果装一个大舵机,全完。可能是电路板上的印刷线设计得没那么宽,压降大。介些都不系大问题啦。
装大机的时候,再焊一个一排插针的电源分配板,专为个个舵机配粗线供电,舵机只走信号线。
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发表于 2014-12-20 16:04:54 | 显示全部楼层
ken128 发表于 2014-12-20 05:20
如果是震动导致接触不良,很好查。抓住舵机,用中指像弹(崩)脑壳儿那样弹它,看抖不抖。
如果是动态才 ...

我的小日本棍机用的辉胜舵机,垂尾和前轮y线联动,全机质量最差的2舵机,一个老旧,一个是山寨,发动机高速时,有时抖得很严重。抖满舵。切不是俩一起抖。有时前轮抖,有时垂尾抖,有时一起抖。其它辉胜就没事。
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 楼主| 发表于 2014-12-20 17:02:32 | 显示全部楼层
yafizhang 发表于 2014-12-20 16:04
我的小日本棍机用的辉胜舵机,垂尾和前轮y线联动,全机质量最差的2舵机,一个老旧,一个是山寨,发动机高 ...

全舵偏向一边的情况我有三次遇到过,也是尾部舵机(巧合?),升降舵。突然扎向地。但很快又恢复。不容易捕捉到。是我那头像中的十字军。有两次是在天上。一次是在地上。在地上这次是遥控器被车辆遮挡的阴影处,而且是关了机不振动的时候。
现在扔一边还没着手处理呢。要么换个新舵机,要么查查线是否有虚,长线是否易受干扰,与信号弱失控是否有关......待查。
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