Новости

В последнее время студенты часто спрашивают меня о схеме подключения сервоприводов, включая три провода, цвета каждого провода, способ подключения сервопривода и схему подключения четырёхпроводного сервопривода. Чтобы лучше ответить на ваши вопросы, я написал эту статью, надеясь, что она будет вам полезна.

Сервоприводы можно классифицировать по типу сигнала: сервоприводы с ШИМ-сигналом, сервоприводы с последовательным интерфейсом RS-485, сервоприводы с последовательным интерфейсом TTL и сервоприводы с шиной CAN. Хотя методы подключения для каждого типа связи немного различаются, все они включают два положительных и два отрицательных провода питания. Для обозначения их функций обычно используются цвета: красный провод в середине — это положительный провод питания, коричневый — отрицательный, а оставшийся оранжевый провод — это сигнальный провод.

Однако существуют также случаи, когда положительный провод красный, отрицательный — чёрный, а сигнальный — белый. Помимо стандартной цветовой схемы трёхпроводных сервоприводов, существуют также случаи, когда проводка полностью чёрная с белой рамкой вокруг сигнального провода.

Проводка сервопривода ШИМ:

При передаче ШИМ-сигнала требуется только один провод как для передачи, так и для приёма. Это связано с тем, что ШИМ-сигналы являются цифровыми сигналами, состоящими только из двух состояний: высокого и низкого. Переключение между этими двумя состояниями может осуществляться по одному проводу.

Важно отметить, что, хотя ШИМ-сигнал использует только один провод, его частоту и скважность можно регулировать с помощью микропроцессора или другой управляющей микросхемы. Различные ШИМ-сигналы могут быть преобразованы в цифровую форму, что позволяет реализовать различные функции управления.

Помимо традиционных трёхпроводных сервоприводов, существуют также пятипроводные. У них отсутствует плата управления сервоприводом. Вместо этого датчик угла поворота и двигатель подключаются непосредственно к электронному регулятору скорости (ESC), что приводит к появлению двух дополнительных проводов (положительного и отрицательного) для потенциометра.

Сервопривод RS-485:

Сигналы RS-485 передаются по двум проводам, поскольку в нём используется дифференциальная передача сигналов, требующая двух проводов для передачи разницы в силе сигнала. Эти провода обычно обозначаются как A и B или D+ и D-. При передаче данных передатчик отправляет данные по двум проводам, а приёмник принимает и сравнивает их. Поскольку сигналы по двум проводам противоположны, приёмник может извлечь полезный сигнал.

Поскольку сигналы RS-485 обеспечивают надежную защиту от помех, большую дальность передачи и стабильные сигналы, они широко используются в промышленной автоматизации, роботизированных манипуляторах, дистанционном управлении и других областях.

TTL-сервопривод:

Как и сервоприводы с ШИМ, сервоприводы с ТТЛ имеют одну сигнальную линию. Разница заключается в том, что сигналы ТТЛ передаются с помощью уровней напряжения. В схеме ТТЛ при высоком уровне входного сигнала выходной сигнал также имеет высокий уровень; при низком уровне входного сигнала выходной сигнал также имеет низкий уровень. Интерфейс ТТЛ обычно имеет четыре провода: VCC, GND, TXD и RXD. Однако для подключения двухпроводного полнодуплексного последовательного устройства к одной полудуплексной шине можно использовать преобразователь последовательного интерфейса в однопроводной.

Процессом передачи и приема данных управляет ведущее устройство, которое определяет, используется ли шина для передачи или приема в любой момент времени.

Кроме того, сигналы ТТЛ имеют слабые помехозащищенные свойства и легко подвергаются влиянию электромагнитных помех, поэтому дальность их передачи, как правило, невелика.

Сервопривод CAN-шины:

Шина CAN, подобно RS485, использует двухпроводную дифференциальную систему передачи сигналов, разделённую на две шины: CAN_H и CAN_L. Когда узел CAN передаёт данные, он передаёт их одновременно по обеим линиям CAN_H и CAN_L. Принимающий узел определяет логическое состояние данных, сравнивая разность напряжений между двумя линиями. Поскольку сигналы на двух линиях противоположны, принимающий узел может извлекать полезные сигналы.

Шина CAN отличается от RS485 тем, что RS485 использует архитектуру «ведущий-ведомый», то есть на шине может работать только одно ведущее устройство. Шина CAN, в свою очередь, использует архитектуру «ведущий-ведомый». Каждый узел имеет свой собственный контроллер CAN. При передаче данных несколькими узлами они автоматически согласовывают данные на основе своих идентификационных номеров. Это гарантирует отсутствие искажений данных, передаваемых по шине.

Более того, как только один узел завершает передачу, другой узел может определить, что шина свободна, и немедленно начать передачу. Это устраняет необходимость в опросе ведущим устройством, улучшает использование шины и повышает скорость. Поэтому сервоприводы с шиной CAN часто используются в системах с высокими требованиями к производительности, таких как автомобили и умные дома.

Как правило, схема подключения сервоприводов для каждого протокола связи различается, и строгих стандартов по цвету сигнальных проводов не существует. Поэтому, если вы хотите разобраться в схеме подключения своего сервопривода, вы можете обратиться к соответствующей информации, сравнить методы подключения различных протоколов связи, проанализировать и оценить ситуацию, исходя из ваших реальных потребностей, или проконсультироваться со специалистом. Неспециалистам рекомендуется не разбирать устройство без разрешения, так как это может легко повредить сервопривод.