S-D5舵機(jī)拆開看一看

來源：TsinghuaJoking

S-D5［1］ 是一款應(yīng)用在 全國大學(xué)生智能車競(jìng)賽 中B車模的方向控制舵機(jī)。如下是它的基本參數(shù)。

▲ S-D5 舵機(jī)的基本參數(shù)

手邊有一顆S-D5舵機(jī)，在 快速制版設(shè)備［2］ 中用于控制鹽酸腐蝕液的玻璃開關(guān)的旋轉(zhuǎn)。使用了大約一年之后，外部輸出機(jī)械軸嚴(yán)重磨損，但內(nèi)部電氣仍然正常。

下面對(duì)于手邊這款S-D5進(jìn)行拆解。在了解它的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，為之后的安全使用提供更多的依據(jù)。

▲ 拆卸下來的S-D5舵機(jī)

舵機(jī)上的顏色以及其它粘貼部分是在其工作的過程為了防腐噴涂的油漆。

01機(jī)械拆卸

舵機(jī)的后蓋是由四個(gè)長(zhǎng)桿螺絲釘與外殼固定在一起。由于腐蝕，其中兩個(gè)螺絲釘已經(jīng)嚴(yán)重腐蝕，在打開其中兩個(gè)之后，使用蠻力將后蓋揭開。暴露出舵機(jī)內(nèi)部的電機(jī)、控制電路板的細(xì)節(jié)。

▲ 拆卸開多級(jí)的后蓋

長(zhǎng)桿螺絲也將舵機(jī)的前蓋與外殼連接在一起。拆除四個(gè)螺絲釘之后，也可以將前蓋倉打開。其中包括有四個(gè)減速齒輪，從旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)到輸出軸。

與輸出軸直連的是內(nèi)部控制電路中的位置傳感器

▲ 前蓋倉內(nèi)部的傳動(dòng)齒輪

02電路分析

1.位置電位器

從后面打開控制電路板可以看到控制電路板以及相應(yīng)電位器。電位器是用于對(duì)于輸出角度進(jìn)行測(cè)量。

▲ 輸出軸角度傳感器：電位器

電位器在NB是帶有特殊的金屬機(jī)械限位功能。使得輸出角度有左右兩個(gè)極限位置。

▲ 帶有限位能力的電位器

2.控制電路板

核心的控制板包括有三顆芯片：MT4607×2，HT66F03C。

MT4607［3］ 是雙N-P互補(bǔ)MOS功率管（30V/5A ）。組成一個(gè)輸出半橋。兩個(gè)組成一個(gè)功率輸出全橋電路。

HT66F03C［4］ 是由HOLTEK出品的Flash MCU（1k×14-2k×15Flash），內(nèi)部帶有64×8EEPROM。

▲ 控制板的主要芯片

通過 HT66F03C［4］內(nèi)部功能框圖可以看到，它具有12-BIT ADC可以讀取電位器的位置信息。具有IO口可以輸出控制PWM輸出。

▲ HT66F03C 內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)圖

通過控制電路板反面可以看到，舵機(jī)的電源線應(yīng)該是直接經(jīng)過濾波之后施加在單片機(jī)上。根據(jù)HT66F03C工作電源電壓最大值的限制（小于5.5V），所以該款舵機(jī)的工作電壓必須小于5.5V。

▲ 控制電路板的反面元器件布局

3.舵機(jī)工作直流小電機(jī)

舵機(jī)內(nèi)部的直流有刷直流小電機(jī)是整個(gè)舵機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來源。

▲ 舵機(jī)內(nèi)部的直流電機(jī)

▲ 直流有刷小電機(jī)

※ 結(jié)論

通過拆解S-D5舵機(jī)，可以看到它的一些基本結(jié)構(gòu)。

它使用HOLTEK 8位單片機(jī) HT66F03C進(jìn)行控制。所以被稱為數(shù)字舵機(jī)。

根據(jù)HT66F03C的工作電壓限制，所以該款舵機(jī)需要工作在5.5V以下。

對(duì)于數(shù)據(jù)手冊(cè)說它的工作頻率為300Hz，應(yīng)該是指輸入脈沖指令的頻率可以最高達(dá)到300Hz。對(duì)于這方面的數(shù)據(jù)無法驗(yàn)證。

因此存在以下問題：

1）該舵機(jī)在額定電壓下（5.5V）最大角速度有多大？

2）該舵機(jī)的指令脈沖300Hz該如何驗(yàn)證？

3）如果給定的脈沖指令大于300Hz，或者小于某個(gè)最低頻率舵機(jī)會(huì)如何工作呢？

好吧。也許拆開舵機(jī)一看，所看到的信息和新產(chǎn)生的疑問一樣多。

不過如果要回答上面的的問題，有可能還需要拆開一個(gè)新的S-D5舵機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)才能夠正確回答。