Russian
N20 отлично подходят, потому что они компактны, имеют встроенную коробку передач для приличного крутящего момента и, самое главное,версии с энкодерами позволяют осуществлять управление в замкнутом контуре, которое требуется для этих проектов . Однако существует механическая реальность, которую необходимо учитывать при проектировании.
Вот краткий обзор того, как они использовались в реальных проектах:
| Проект / Источник | Ключевой вывод по N20 | Обороты / Используемое передаточное число |
|---|---|---|
| Робот Wheel-E (PCBWay) | «Энкодированные двигатели N20 можно использовать для создания сложного, но полностью точного двуколесного балансирующего робота». | Не указано |
| Мини-шасси для самобалансировки (airoboo.in) | Коммерческое шасси, разработанное специально для самобалансирующихся ботов с использованием N20 с энкодерами. | 500 об/мин при 6 В |
| Проект на Instructables | Проект был успешным, но создатель отметил, что у N20 есть «значительный люфт» (бэк-лэш), вызывающий дерганое движение. | Не указано |
Плюсы: Почему они работают
-
Встроенные энкодеры: Для самобалансирующегося робота необходимо точно знать, с какой скоростью вращаются колеса, чтобы корректировать наклон. Датчики Холла, доступные на многих N20 (например, версия 6 В, 500 об/мин), обеспечивают обратную связь, необходимую для ПИД-регулятора для поддержания баланса.
-
Размер и вес: Они крошечные и легкие, что позволяет управлять инерцией робота. Тяжелого робота труднее сбалансировать, чем легкого.
-
Доступен крутящий момент: Как мы обсуждали в вашей предыдущей теме, вам просто нужно выбрать правильное передаточное число. Для балансира обычно требуется крутящий момент, а не скорость.
Минусы: Проблема «бэк-лэша» (очень важно)
Это инженерная деталь, которая определяет успех или провал сборки.
Один создатель отметил, что у их двигателей N20 был «значительный люфт» (инженеры-механики называют это бэк-лэш в шестернях). Это означает, что когда двигатель пытается изменить направление для коррекции падения, шестерням нужно «набрать ход», прежде чем они зацепятся.
Это вызывает небольшую задержку и дерганое движение, что может привести к колебаниям робота или затруднить поиск стабильной точки баланса. Высококачественные сервоприводы имеют более точные допуски шестерен для минимизации этого, но N20 производятся массово и будут иметь некоторый люфт.
Рекомендации для вашей сборки
Учитывая ваш опыт с версиями 150/300 об/мин, которые оказались слишком слабыми, вот дальнейший путь:
-
Выберите правильную скорость: Игнорируйте высокоскоростные двигатели. Ищите N20 в диапазоне от 100 до 500 об/мин при 6 В. Двигатель на 500 об/мин (как в коммерческом шасси) обеспечивает хорошее сочетание отзывчивости и крутящего момента. Если вам нужен больший крутящий момент для более тяжелого робота, ориентируйтесь на 100-200 об/мин.
-
Приобретите версию с энкодером: Вам абсолютно необходима версия с магнитным энкодером сзади. Без него вы действуете вслепую. Энкодер позволяет вашему ПИД-регулятору (например, использующему датчик MPU6050) знать, как реагирует робот.
-
Учтите бэк-лэш в программном обеспечении: При написании вашего ПИД-регулятора вам может потребоваться добавить небольшую мертвую зону или настроить его специально для компенсации механического люфта в шестернях. Это не будет идеально плавно, как у сервопривода с прямым приводом, но будет достаточно мощным для балансировки.
КРАТКО: Да, они хороши. Выберите версию до 500 об/мин с энкодером, примите тот факт, что будет небольшой механический люфт, и у вас будет надежный, компактный балансир.