伺服馬達應用

好啦...今天還是來講一個系統應用的東西...

其實是今天大陸那邊有個大陸朋友掛Skype 過來問我一些舵機（就我們所謂的機械人的伺服馬達）

的系統應用問題...

其實，說真的，我自己是沒有真的去寫過伺服馬達的系統控制問題。

不過，說真的...沒吃過豬肉，也看過豬走路...喔～以現代人來說：

應該反過來說：沒看過豬走路，也應該吃過豬肉！---在都市要看到豬是比較難啦！

...為什麼？！因為我看過別人用所謂軟體造PWM來完成伺服馬達的控制...

作起來，還煞有一回事的...但仔細一瞧...問題還蠻多的...

這一點我當然也請教過林老師...關於這個問題。什麼問題？！...

最明顯的就是聽到馬達線圈發出雜音...這個就是第一個嚴重問題...

這還不包括伺服馬達不掛上負載或是定位問題呢？！....

所以，我們就來分析：用軟體來造PWM所會碰上的系統問題。

很簡單：我們人的耳朵的音頻是落在200Hz ~ 20KHz 之間...有些很敏感的人，

甚至還會再拉高一點...所以啊...我們一般若要控制一些線圈來說：頻率最好拉高到44KHz 以上，

就大概可以騙過很多人的耳朵了...

所以，我們在做MP3時，我們也會常聽到我們的聲音取樣率是在44KHz 以上。

故控制線圈的PWM的要求呢？！...他的基本週期，最好就是上述的頻率週期...

其實，以44KHz 的PWM週期來說...看起來用軟體來造似乎好像可行...

但實際上呢？！...以一般的PWM來說：應該還可以...但對這種舵機用的PWM來說：

就有點危險了...因為我們就以很簡單的180度解析度的PWM來說：

44KHz x180 = 7.92MHz...幾乎是要8MHz 的PWM 基本頻率...

這還是以一度的解析度...或是180度的解析度...現在有些機械人用的舵機都有可能要求超過

180度的要求...所以，這個數值還要更高...我們再以單晶片的指令速度來看，

在用軟體造PWM過程中...就算是1T 的指令來說：您只要塞進一個JNB或JB指令來看...

您原本24MHz 的指令速度就當場變成了12MHZ以下...您看已經很接近上述的工程數值了。

所以呢？！...當您享用軟體來玩舵機的PWM時...所不能避免的就是線圈噪音的出現...

如果，又當您的馬達加上負載後，您勢必又要提高PWM 反應速率...

結果...可怕的高頻噪音就更明顯了...這種噪音還使人非常不悅呢！...

所以，您留意看：所有在單晶片應用市場中...要玩線圈控制的...真的都非得要硬體的PWM來作不可..

而且呢 ...都還要是掛20MHZ 以上（甚至要更高）的晶振的...才有辦法玩...

否則...鐵定會被客戶吐嘈到死...

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其實，版主以前在玩過單晶片引擎控制之後也有參與了一些電動車輛的研發...

而版主拜師學電子的入門師傅也是在學校就是念控工所的（新竹，您們應該猜得到吧）...

也在我們服務單位玩馬達控制超過六年以上的...那更不用說：他後來玩光碟機伺服控制致富的...

（我猜的啦...因為我看他常常換車開啊...他昨天還請我去他公司坐坐聊天呢！

不過，他現在還是被"請"的，只不過是被請去當上市櫃公司的CEO而已吧！）...

到現在...他不玩馬達多年了...我有類似的馬達控制觀念問題..我還是會隨時拿起手機CALL他的...

----唉...還真的是沒出息的徒弟啊...他一定覺得很後悔收我這個不成材的徒弟！

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終究再回到我們討論的這個議題來說...就如同我們之前一直強調的系統觀念真的要有

非常強烈的分析能力...尤其是我們這些老鳥工程師，否則啊...那些跟著您的菜鳥工程師會被操到假死...

吭也不敢吭一聲時...只會最終落得一句：領導無方的臭名而已。

而老闆也不至於當花錢的冤大頭....

今天大陸工程師的來電請教...也在版主分析點醒之下...剎那間茅塞頓開，也頻頻致意！

其實，他們已經不是一兩次的請版主過去幫忙...但真的因家有賢妻孝子...無法分身...

只是更惋惜的是...人家大陸工程師的學習態度都已經跨海來台了...

而我們在地的工程師呢...還在忙什麼呢？！.......