Drgania serwomechanizmu przy regulacji PWM i problem z częstotliwością 50 Hz

Witam, potrzebuję pomocy w projekcie,
Buduję modulator PWM (tester serwomechanizmu). Schemat układu znajduje się na rysunku.

Podczas regulacji serwo za pomocą potencjometru występują drgania oraz szybkie cykliczne przesuwania się w prawo i lewo (tak jak na filmiku). Z jakiego powodu one występują i jak mogę wyeliminować ten problem?

Drugi problem to nie rozumiem, dlaczego układ nie chce działać przy częstotliwości 50 Hz. Aktualnie jest podłączony i działa przy 500 Hz.
Wzór na częstotliwość dla danego układu to:
f=R_5/(4R_3CR_4). Dla kondensatora C = 100nF układ działa w taki sposób jak na filmiku (f = 500 Hz), jednak gdy wymienię kondensator na 1uF, to układ nie działa. Może ktoś wyjaśnić, dlaczego?
Niestety aktualnie nie posiadam oscyloskopu i nie mam możliwości sprawdzenia przebiegu sygnału.
Dziękuję za pomoc i życzę wszystkim wesołych świąt
AI: Jaki model serwomechanizmu jest używany w projekcie? Różne modele mogą mieć różne wymagania dotyczące sygnału PWM.
Model serwomechanizmu MicroServo 9g SG90
AI: Jakie są wartości rezystorów R_3, R_4 i R_5 w Twoim układzie? To pomoże zrozumieć, dlaczego układ nie działa przy częstotliwości 50 Hz.
R_5 = 9,4k
R_4 = 4,7k
R_3 = 10k

500Hz to dużo za dużo dla tego serwka. Sygnał powinien być około 50Hz z szerokością impulsu od 1ms do 2ms. Na filmie widać przez chwilę arduino. Możesz sobie wygenerować na nim prawidłowy przebieg dla serwa i tymczasowo posłuchać na jakimś głośniczku jak słychać właściwy przebieg. Niestety oscyloskop to podstawowy przyrząd pomiarowy i bez niego ciężko. serwo Ten Twój układ jest bardzo czuły na regulację potencjometrem i to może być przyczyną niedziałania.
Dodano.
Są "oscyloskopy" do karty dźwiękowej komputera. Nigdy tego nie używałem ale może Tobie się uda.

Przemekxxx00 napisał:

Z jakiego powodu one występują i jak mogę wyeliminować ten problem?

Jedna sprawa że używasz na wyjściu komparatora zrobionego na LM358 a ten układ ma kiepskie własności jak chodzi o stan wysoki na wyjściu. Katalogowo przy zasilaniu 5V może dawać ledwo 3,3V i serwo może to różnie interpretować.
Spróbuj może dodać na wyjściu komparatora opornik podciągający do plusa np. 1KΩ.
Druga sprawa to zasilanie. Widzę że zasilasz układ z Arduino połączonego do USB. A w takich wypadkach jeszcze dodatkowo przy większych prądach jakie bierze serwo, napięcie już po przejściu przez kabel USB czy jeszcze jakiś hub, może być drastycznie niższe niż 5V lub jego bliskie okolice. Dlatego dodatkowo w złożeniu z poprzednią sprawą warto to sprawdzić i ewentualnie rozważyć inne rozwiązanie zasilania serwa.

Przemekxxx00 napisał:

jednak gdy wymienię kondensator na 1uF, to układ nie działa.

Też mi trudno to wytłumaczyć. Twój projekt to klasyczny generator trójkąta z integratorem i przerzutnikiem Schmitta, w którym nie ma ograniczenia częstotliwości od dołu.

Spróbuj może podziałać najpierw z zasilaniem i poziomem z wyjścia komparatora a później wróć do kwestii tych 50Hz, bo jedyna racjonalna przyczyna niemożności zejścia z częstotliwością w tej chwili wydaje się być tylko usterka kondensatora. Też polecam sugerowaną metodę sprawdzenia generacji, tu przez kolegę wyżej, np. z użyciem słuchawki z opornikiem w szeregu. Bo układ może i generuje ale bez oscyloskopu się nie dowiesz tego.

Jeżeli te 5V do zasilania jest brane np. z USB i używane do jednoczesnego zasilania generatora PWM oraz serwomechanizmu, to może być problem. Tego typu serwo pobiera prąd od ok. 300mA. Zmiana kierunku serwo powoduje gwałtowny pobór prądu, który może powodować spadek napięcia zasilania (szczególnie jeśli kabel USB jest kiepski), a to w następstwie przestrojenie generatora, przestrojenie powoduje zmianę kierunku serwo i tak w kółko. Proponuję:
1. Dołożyć kondensator elektrolityczny np. 470uF na zasilania generatora (najlepiej bezpośrednio podłączyć do nogi 4 i 8 LM358)
2. Spróbować uruchomić z osobnym zasilaczem dla generatora i osobnym dla serwomechanizmu (pamiętając, żeby połączyć ze sobą masy układów).

zdziwiony napisał:

Są "oscyloskopy" do karty dźwiękowej komputera. Nigdy tego nie używałem ale może Tobie się uda.

Z braku innych możliwości to może być dobry pomysł. Niestety karty dźwiękowe najczęściej mają na wejściu filtr górnoprzepustowy i sygnał o częstotliwości 50Hz może być zniekształcony.
https://www.youtube.com/watch?v=uV7jPcv5gbA

Karta dźwiękowa z dodanym dzielnikiem na wejściu nadaje się do obserwacji takiego przebiegu. Filtr na wejściu karty zniekształci przebieg jak poniżej, ale to co najważniejsze czyli informacja gdzie są zbocza zostanie odwzorowane bezbłenie


Do obserwacji przebiegów binarnych można się zaopatrzyć w analizator stanów logicznych, te są do kupienia za ułamek ceny oscyloskopu.

Poprawny PWM dla serwa wygląda tak:


W układzie z pierwszego postu niewygodnie pracować pomiędzy 10% a 20% wypełnienia jakiego serwo wymaga

Tak tylko w celach informacyjnych. Istnieją serwa modelarskie o większej częstotliwości PWM, na przykład MKS DS95i które akceptuje 560Hz i neutrum 760us. Tylko ono już nie kosztuje 10 złotych.

Zasiliłem teraz układ takim zasilaczem dla różnych napięć i niestety nie pomogło. Próbowałem również wymieniać kondensator 1uF elektrolityczny i monolityczny, ale również nie pomogło (kilka podpiąłem, więc kondensatory sprawne). Rezystor 1k również podpiąłem i układ nie ruszał. Możliwe, że w piątek będę miał dostęp na polibudzie do oscyloskopu, to głębiej sprawdzę przyczynę. Dziękuję wszystkim za pomoc i jeszcze raz wesołych świąt

zdziwiony napisał:

Tak tylko w celach informacyjnych. Istnieją serwa modelarskie o większej częstotliwości PWM, na przykład MKS DS95i które akceptuje 560Hz i neutrum 760us.

Słyszałem że jest kilka "standardów" sygnałów modelarskich, ale innych niż 1-2ms powtarzane co 20ms nie kojarzę, czasem piszą że może być też 0.5-2,5ms również powtarzane co 20ms, dochodzi 560Hz 760us, są jeszcze jakieś inne?

Dodano po 5 [minuty]:

Przemekxxx00 napisał:

Zasiliłem teraz układ takim zasilaczem dla różnych napięć i niestety nie pomogło. Próbowałem również wymieniać kondensator 1uF elektrolityczny i monolityczny, ale również nie pomogło (kilka podpiąłem, więc kondensatory sprawne). Rezystor 1k również podpiąłem i układ nie ruszał. Możliwe, że w piątek będę miał dostęp na polibudzie do oscyloskopu, to głębiej sprawdzę przyczynę. Dziękuję wszystkim za pomoc i jeszcze raz wesołych świąt

Możesz spróbować sygnał z generatora podać na LEDa albo głośnik (oczywiście przez coś co da odpowiednią wydajność prądową) Zmiany wypełniania i okresu będzie widać/słychać.

Dodano po 2 [minuty]:

Przemekxxx00 napisał:

Zasiliłem teraz układ takim zasilaczem dla różnych napięć i niestety nie pomogło

Czy napięcie z wyjścia zgadza sie z nastawą przełącznika?

jarek_lnx napisał:

Słyszałem że jest kilka "standardów" sygnałów modelarskich, ale innych niż 1-2ms powtarzane co 20ms nie kojarzę, czasem piszą że może być też 0.5-2,5ms również powtarzane co 20ms, dochodzi 560Hz 760us, są jeszcze jakieś inne?

Istnieją serwa które mogą mieć podwyższoną częstotliwość PWM tak do 333Hz ale ze standardowym neutrum 1520us. Stosuje się je przeważnie do systemów fbl ( flybarless) do śmigłowców RC i podłącza zasadniczo nie do odbiornika tylko właśnie do tego układu FBL. Wszystko po to aby reakcja serwa była jak najszybsza. Najbardziej newralgiczna jest stabilizacja w osi pionowej (śmigło ogonowe) i tam stosuje się te najszybsze serwa. Oprócz tego są specjalne serwomechanizmy nie używające normalnego PWM na przykład serwa Futaby S-bus, czy serwa do robotów ze sterowaniem po UARTcie.