«مورد «گام اشتباه متناوب» موتور انکودر JGB37-520»
—یک بررسی ریشهای 72 ساعته
—یک بررسی ریشهای 72 ساعته
نویسنده: تیم ECU دانشگاه RoboMaster
تاریخ: 14 ژوئیه 2025
تاریخ: 14 ژوئیه 2025
-
علائم
20 دسامبر 2024، در حین تنظیم ربات پیاده نظام RoboMaster 2025 ما:
• در سرعت 1.5 متر بر ثانیه در یک خط مستقیم، ربات هر 3 تا 5 متر، 3 تا 5 سانتیمتر به سمت راست منحرف میشد.
• هنگام انحراف، سرعت JGB37-520 راست (12 ولت، 30:1، انکودر AB) 15 درصد کاهش یافت؛ چرخ چپ نرمال بود.
• راهاندازی مجدد STM32F407 اصلی، مشکل را برای حدود 30 ثانیه پنهان کرد، سپس دوباره ظاهر شد.
• دمای موتور 35 درجه سانتیگراد، منبع تغذیه 12.1 ولت ثابت، بدون آلارم اضافه جریان یا کمبود ولتاژ. -
بررسیهای اولیه
| گام | عمل | نتیجه | نتیجهگیری |
|---|---|---|---|
| ۰ | تعویض موتورهای چپ/راست | جهت انحراف از موتور پیروی میکند | مشکل خاص موتور |
| ۱ | بررسی شکل موج A/B با اسیلوسکوپ | شکل موج مربعی تمیز 0 تا 3.3 ولت | سختافزار انکودر سالم |
| ۲ | اجرا در حلقه باز (انکودر جدا شده) | بدون انحراف | مشکل در مسیر حلقه بسته |
| ۳ | تحلیل منطقی خروجی PID | PID فوراً در 100 درصد اشباع میشود | «هدف حاصل نشد» اشتباه | -
تحلیل ریشهای
-
جهش زمین در سیمکشی مشترک
منبع تغذیه موتور و GND انکودر یک کابل روبانی 30 سانتیمتری (موتور AWG20، انکودر AWG28) را به اشتراک میگذارند. در جریان >1 آمپر، یک جهش زمین 60 میلیولت ظاهر میشود. -
فیلتر MCU خیلی باریک است
فیلتر ورودی STM32 TIM روی 0.1 میکروثانیه تنظیم شده است ➔ لبههای جهش به عنوان معتبر شمارش میشوند ➔ 2 تا 3 پالس اضافی ➔ PID PWM را کاهش میدهد ➔ توقف واقعی. -
شرایط راهاندازی
فقط زمانی رخ میدهد که PWM >80٪ و جریان موتور >1.2 آمپر باشد؛ تستهای کم سرعت هرگز آن را بازتولید نکردند. -
اصلاحات
-
سیمکشی مجدد
• یک جفت سیم پیچ خورده 24 AWG جداگانه برای 5 ولت و GND انکودر، که از نظر فیزیکی از منبع تغذیه دور شده است.
• 100 میکروفاراد + 0.1 میکروفاراد جداسازی در ترمینال موتور برای از بین بردن جهش زمین. -
پارامترهای MCU
• فیلتر TIM به 1 میکروثانیه گسترش یافت.
• فعال کردن حذف نویز دیجیتال 3 کلاک. -
محافظ نرمافزاری
• هر 1 میلیثانیه «سرعت ضربه پالس × نسبت دنده» را تأیید کنید؛ انحراف >5٪ ➔ پرچم «خطای انکودر» ➔ بازگشت به حلقه باز به مدت 50 میلیثانیه و سپس همگامسازی مجدد. -
تأیید
• 100 متر رفت و برگشت با سرعت 2 متر بر ثانیه تحت بار کامل: بدون انحراف.
• 48 ساعت کارکرد (PWM تصادفی 80 تا 100٪): بدون شمارش اشتباه.
• هفت مسابقه رقابتی، مجموعاً 3.6 کیلومتر: بدون انحراف در سرعت. -
درسهای آموخته شده
-
«انکودر خوب به نظر میرسد» ≠ «زنجیره سیگنال خوب است»؛ جهش زمین قاتل خاموش است.
-
در PWM >80٪، JGB37-520 میتواند 1.5 آمپر جریان بکشد؛ با سیمکشی زمین آن مانند یک خط برق رفتار کنید.
-
همیشه یک فرار نرمافزاری اضافه کنید: سیستمهای حلقه بسته به منطق «سنسور از دست رفت ➔ ایمن در حلقه باز» نیاز دارند.
تیم ECU این بررسی را به «فهرست بررسی سیمکشی سری JGB V2.1» تبدیل کرد که اکنون برای هر ربات آینده اجباری است.