机器人（n舵机）电源解决方案

15自由度机器人课程日志（八）电源解决方案

1.问题背景：

最近接手一个15自由度，机器人，15个舵机，舵机是MG996R舵机；同时控制2个舵机没问题，控制4个时，就偶尔不可以，6个几乎不行；

2.机器人控制系统电路：

舵机参数：

电源：7.4v锂电池
稳压模块，2696开关电源，最大5a，限流保护。

舵机控制板：
控制板说一下，有8路pwm波输出io，有1500mA的自恢复保险丝。

原理的方案和结构图：

加舵机测试：

3.分析问题

控制板，多于4个后者4个舵机无法同时，控制的原因是什么呢？
因为自身用的稳压模块，比较多，大脑里，就直接放到了舵机上，舵机分数字舵机和模拟舵机，我重点关注了“无反应区”（对小信号无反应的控制区域，这个是两者的本地区别）。
数字舵机，可以用6-9v，供电，不用稳压模块，但是数字舵机太贵了，我们这套模拟舵机肯定可以用，到底是哪里出了问题了呢？
一个现象，我发现，当舵机无法控制时，稳压模块会输出为0.0v，脑子聪明的人，肯定觉得，稳压模块有问题呗。先保留，你想的对不对？？

3.1系统上电顺序

我们的系统，是arduino和控制板通过串口相接，控制板就是一个stm32 单片机做的，它需要特殊的初始化，所以，控制板需要先供电。
如果arduino先上电，在控制板，没有准备好接受时，arduino就发指令，控制不接收，并自锁，舵机就不动了。

3.2别人家，机器人都用啥呢？

只是说了一个芯片，但是不告诉你是啥，让买，店铺技术支持，只是说电阻式分压模块，我想这个太low了吧，效率太低了；
当时就舍弃了这种方案，因为，标称降压1.2v，我的电池是7.4v充满是8.4，用一会儿就是8.0；
8.0-1.2=6.8v，我的舵机是6v；
但是都没想到，买2个呢，串起来，不就是：
8.0-1.2-1.2=5.6
但是当电池为7.0时，7.0-2.4=4.6v，电压有点低，我就没用
这个模块，到底是啥呢？

接好线的：

3.3从抛弃到视为珍宝

我到底是技术太low，不知道这个是啥，问了几个老师傅，他们也不知道；4个腿，是不是整流桥，一个电磁炉维修店的老板说，看着像，就是20a整流桥；
那就试试吧？
第一手资料，就是datasheet,不要百度文库，啥的？
知道了整流桥，就知道了型号差不多了
25X80，25SD80，25X60，25SD60，
20X80，20SD80，20X60，20SD60，
20就是20a,80就是800v
“Average Forward Rectified Current 正向平均整流电流”，我们要看手册了。

参数

最重要的图，就是这个，看下图，电流值和降压关系曲线

3.4实验进行中

电池为7.0v时,我进行了一次，一个整流桥降压测试，发现空载时，降压0.4v，有负载时，为1.4v，控制舵机很不错；
但是当充满电后，锂电池为8.4v，我不敢实验，怕烧掉舵机；
然后，串联2个整流桥，做实验，试验中，发现同时控制6个舵机，有掉电假死情况，而且“降压模块”很烫，有60度，大概；
这个时候，抱着烧一个舵机的态度，做一个“降压模块”，电源8.0-8.4v，实验，加到舵机为6.8-7.0；
期待着冒烟，发现不冒烟，
发现可以使用，6个舵机控制很厉害的；
因为舵机为感性期间，电流是敏感的，电压及时太大，电流太小，也不能工作的，有一个额定功率的；
为了测试电压，我加了一个电压显示数码管模块，为了散热，我还贴了2个散热片

4.结果与结论

其实，这个现象就是稳压模块的问题，稳压模块有5a掉电，当输出电流大于5a时，就切断输出；输出为0v;
一个舵机需要的电流，和他的负载有关系，舵机控制板，也有保护，一个舵机电流大于1.5a时，也会自锁；但是现象是稳压模块为0.0了，就是他锁了，实际控制6个舵机，总电流大于5a；
实际控制4个舵机，有时可以，是负载比较小时，每个舵机平均1.2a，一但某舵机负载变大，4个舵机总电流就会大于5，造成自锁；（自己测试，用一个舵机试试，空载时800mA,适当堵转可以达到1.2A,千万不要讲总电流直接用万用表测量，否则，万一大于10a，万用表就坏了，因为10a的没有保险丝）
所以，像这种开关电源（5a的），是不能做机器人的系统供电的；

高端的机器人，甲醇机，油机，都有单独的供电系统，机器人供电系统，很复杂，当然都有现成的模块，但是越是这样，学生越是不能发现问题，不能真正的搞懂，之后，我们再来探讨各种比赛机器人车的供电系统吧，今天累了，就到这吧；
累话：开关电源模块，在机器人系统中，用到的还是很多，因为效率高呀。