Fuente de alimentación de detección actual para servos de hobby

Un enfoque alternativo podría ser un IC como MIC2545A , Interruptor de lado alto de límite de corriente programable. Para abordar sus puntos de pregunta:

1. El dispositivo reemplaza la resistencia de detección actual, pasa al lado alto y también proporciona una salida de indicador de detección actual, una limitación de corriente y un interruptor MOSFET de nivel lógico con un RdsOn de 50 miliohmios, en una Paquete de 8 pines (6 pines reales).
2. Una serie RC opcional, paralela al límite de corriente actual, proporciona el suavizado / paso bajo que necesita - vea la hoja de datos.
3. El límite de corriente de estado estable se establece mediante una resistencia de conjunto de límite de corriente única, en un rango de 500 mA a 3 amperios, aunque con una precisión de +/- 20% en el rango deseado. Además, como el IC es un interruptor de límite actual, se cumple su requisito de limitación.
4. No es necesario, el dispositivo hace esto internamente.
5. Sí: puede que esta no sea la parte óptima para su necesidad específica, puede haber dispositivos similares y más baratos que cumplan con sus especificaciones. Los expertos en esta comunidad sugerirían mejores alternativas, confío, podría existir una versión de matriz de n-way, por lo que puede cumplir con el requisito de 8 motores con 8 / n de los circuitos integrados.

Como existen paquetes DIP de 8 pines y SOIC de 8 orificios, tiene opciones de creación de prototipos y producto final.

Por lo general, se recomienda colocar la resistencia sensorial en el lado alto. Si está en el lado bajo, el micro operará en una tierra diferente a la carga (más baja por la caída de voltaje en la resistencia de detección).

Hay dispositivos prefabricados como INA213 de TI que contienen una alta precisión , amplificador diferencial de desplazamiento bajo con ganancia fija y está diseñado para detección de lado alto. Puede agregar fácilmente un filtro de paso bajo a la salida de este dispositivo (más la escala, si es necesario) y llevar esa señal a su ADC.

También puede construir circuitos discretos diferenciales de amplificador operacional (use una parte de riel a riel con un desplazamiento de entrada bajo para mayor precisión). Es una cuestión de precisión y linealidad en comparación con el costo: el INA213 es un poco caro, pero es extremadamente preciso y muy pequeño.

Si su fuente de alimentación tiene una inhibición remota, puede usar el micro para cortar la energía si uno de los rieles se sobrecarga. Es posible que también desee considerar polifuses PTC de reinicio automático en serie con cada servo (de nuevo en el lado superior) que dar protección por motor.

1. Sus opciones son high-side o low-side. El lado alto es el mejor, porque no modifica el nivel del suelo, pero también es el más difícil de medir. Iría por el lado bajo, es decir, la resistencia entre tierra y servo V-. Elija un valor que no disminuya demasiado la fuente de alimentación, pero le dé una lectura decente. Una caída de voltaje de unos pocos cientos de milivoltios puede ser un buen valor.

2. Un filtro RC le ayuda, y puede aprovechar el microcontrolador para promediar las últimas N muestras (este es efectivamente un filtro FIR)

3. El espejo actual sería bueno crear en el lado del espejo un voltaje más grande (resistencia sensorial más grande), pero no creo que lo necesites.

4. Dependiendo de la precisión, puede o no necesitar amplificación. Si lo necesita, un amplificador opamp no inversor es una solución. Necesita un tipo RRIO (E / S de riel a riel)

\$\frac{V_{OUT}}{V_{IN}}=\frac{R_1+R_2}{R_1}\$

1. Depende de lo que haga con la pregunta 3 y la cantidad de cables por motor.

2. Le sugeriría que lo muestree 20x de su ancho de banda de bucle de posición. Normalmente su > = 2Khz.

3. El sensor de corriente, el amplificador y el PID de par normalmente están aislados del resto del circuito. Tener el lado de alta potencia aislado, le da más libertad para elegir dónde colocar el sentido actual. Para motores de 3 a 4 cables, solo necesitará 2 sensores por motor y algunos cálculos de triginometría para obtener el tercer y cuarto valor.

4. No filtre la corriente de salida o use filtros de 800Hz muy rudimentarios. Para una corriente de 1-2A no es importante. Tiene amplificador individual por motor. Si multiplexa un amplificador, tendrá un ancho de banda de frecuencia mucho peor. La regla principal es que el ancho de banda del PID actual debe ser 10 veces más alto que el ancho de banda del PID de la posición. Además, no es necesario tener más de 800 Hz para el bucle de corriente. entonces 80Hz es el límite normal para PID. La elección del ancho de banda es una especie de planificación de frecuencia para desacoplar 2 cascadas de servo, para evitar oscilaciones caóticas.

5. Posiblemente no pensó que el servo motor es en realidad un servo de posición PID en cascada al servo de corriente / par. Por lo tanto, la corriente no solo debe medirse, sino que debe estar estrechamente conectada a través del amplificador de corriente local controlado por su propio PID alimentado por el sensor de corriente.