Настройка сервопривода швейной машины jati

Обновлено: 27.04.2024

Управление серво-мотором HMC WR561-1 (80SF90-B5000)

Приобрел я для самодельного мелкого хоббийного токарничка серво-мотор с серво-усилителем выпускаемый для установки его как опции на промышленные швейные машины определенных моделей.

По мощности и характеристикам он меня более чем устраивает. 550W, обороты 200-5000, бесшумная работа. Но проблема в том, что не устраивает некоторый функционал серво-усилителя.

Что не устраивает. Самый главный недостаток - это: скорость можно регулировать только после полной остановки привода и ущербным многократным тыканьем кнопки (а не, плавным поворотом потенциометра, например). Второй менее весомый, но тоже существенный недостаток - это: ступенчатость регулировки, она возможна только с шагом в 100 об./мин. (на мелких деталях обороты очень существенно влияют на вибрационно-резонансные характеристики процесса).

Чего хочется: получить регулировку оборотов даже во время вращения движка и уменьшить ступенчатость как минимум до 10 об./мин. для полного контроля над процессом обработки во избежание ненужных вибраций.

Вопросы к специалистам:

1. Реально ли соорудить серво-усилитель для такого движка на базе микроконтроллеров Atmega или ESP32 "на коленке", без особо замороченных труднодоставаемых и специфических деталей, суперсложных схем, а так же без всякого инжереного оборудования типа осциллографов и подобных специальных КИП-приборов? Или это стопроцентная утопия?

2. Где можно найти даташиты по этому движку? Гугленье не дало каких-то мало мальски вменяемых результатов: по первому артикулу HMC WR561-1 находит только связку этого движка и его усилителя и только в такой позиции как "привод для промшвейной машинки" (с приложением руководства по настройке серво-усилителя для домохозяек), по второму артикулу (так понимаю производственному, а не брендовому, и именно отдельно самого движка без его усилителя) находится только какой то индийский алиэкспресс с б/у таким движком. Т.о. не смог найти абсолютно никаких характеристик конкретно по самому движку, чтобы хотя бы как то теоретически попробовать продумать самодельный серво-усилитель к нему. Как определять обмотки и замерять их характеристики - пока не знаю и не умею. Так же пока не представляю тип таходатчика и его выходного сигнала.

3. Хотелось бы узнать некоторую инфу по подобным сервоприводам, или ссылки на какую то литературу/статьи о прозвоне обмоток и начальной теории запитки таких движков (т.е. каким напряжением, какая форма сигнала и т.п.)

Сам я занимаюсь электроникой на уровне "домашнего ардуинщика", имею представление о теории серво-приводов, на работе имею дело со станком ЧПУ на серво-приводах, поэтому поверхностно теорию понимаю.
Очень хотел бы углубиться в данный вопрос, но максимально повысить свой КПД с помощью данного форума, а так же минимизировать риски сжечь движок, всё таки вся связка обошлась в 7 тыш деревянных.
Мультиметром пользоваться умею, электронные компоненты на уровне начинающего электронщика вкуриваю, G-code - легко, различная автоматика на ознакомительном уровне, в общем не сосвем ламер.

Сервопривод Ардуино - устройство с мотором, которое можно повернуть на определенный угол и оставить в этом положении на определенное время.

О сервоприводах

Сервопривод Ардуино (англ. - arduino servo) - устройство с электрическим мотором, которое можно повернуть на определенный угол и оставить в этом положении на определенное время.

Сервомоторы Ардуино по сути своей отличные устройства, которые могут поворачиваться в указанное положение и могут применяться в огромном количестве областей. Особенно сейчас их чаще всего применяют в робототехнике.

Обычно у них есть выходной вал, который может поворачиваться на 180 градусов. Используя Arduino мы можем задать сервомотору определенное положение в которое он перейдет.

Изначально сервоприводы начали использовать еще задолго до появления Ардуино, скажем так, в мире пультов дистанционного управления (RC), как правило, для управления рулевым колесом игрушечных машинок или крыльями самолетов. Со временем они нашли свое применение в робототехнике, автоматизации и, конечно же, в мире Ардуино.

В нашем материале мы увидим как подключить сервопривод Ардуино, а затем как управлять этим полезным механизмом и поворачивать его в определенные положения.

Как это работает

Сервоприводы Arduino - это умные устройства. Используя только один входной пин, они получают значения для позиционирования от микроконтроллера и переходят в это положение. Как можно увидеть на рисунке в самом начале статьи внутри они имеют двигатель и цепь обратной связи, которая гарантирует, что вал/рычаг сервопривода достигнет желаемого положения.

Но какой сигнал сервомоторы получают на входе? Это прямоугольная волна, подобная PWM (англ. - pulse-width modulation, широтно-импульсная модуляция). Каждый цикл в сигнале длится 20 миллисекунд, и большая часть времени в значении LOW. В начале каждого цикла значение сигнала становится HIGH на время от 1 до 2 миллисекунд.

При 1 миллисекунде она составляет 0 градусов, а при 2 миллисекундах - 180 градусов, а в промежутке значение от 0 до 180. Это очень хороший и надежный метод. График выше упрощает понимание.

Комплектующие

Нам понадобятся следующие детали:

Плата Arduino (подключенная к компьютеру через USB), подойдет Arduino Uno;
Сервопривод;
Перемычки.

В мире сервомоторов мало известных брендов. Как пример, можно взять Hitec и Futaba, которые являются ведущими производителями сервоприводов для RC-моделей. Но в целом найти подходящий на АлиЭкспресс и подобных сайтах не сложно.

Подключение сервопривода к Ардуино

Схема подключения ниже:

Сервомотор имеет много встроенных деталей: двигатель, цепь обратной связи и, самое главное, драйвер мотора. Ему просто нужно дополнительно питание, земля и один контрольный пин. Ниже шаги для подключения сервопривода к Arduino, но вы можете всегда свериться с изображением выше.

Подключите Землю к GND Arduino.Сервомотор имеет гнездовой разъем с тремя контактами. Самый темный или даже черный - это обычно земля.
Подключите кабель питания, который по всем стандартам должен быть красным к 5В на Ардуино.
Подключите оставшийся контакт разъема сервопривода к цифровому выходу на Arduino.

Также ниже приводим пример подключения двигателя и Arduino Diecimilia. Фото найдено на официальном сайте производителя микроконтроллеров.

Для этого варианта подключение следующее:

Подключите красный от сервопривода к +5 В на ардуине.
Подключите черный/коричневый от сервопривода к Gnd на ардуино.
Подключите белый/оранжевый от сервопривода к аналоговому 0 на arduino.

Скетч для сервопривода Ардуино

Скетч ниже заставит сервопривод переместиться в позицию 0 градусов, подождать 1 секунду, затем повернуться на 90 градусов, подождать еще одну секунду, после повернуться на 180 градусов и перейти в первоначальное положение.

Также дополнительно мы используем библиотеку servo - скачайте ниже или в нашем разделе Библиотеки.

Содержимое zip-файла размещается в папку arduino-xxxx/hardware/liraries.

Скетч № 1

Если сервомотор подключен к другому цифровому контакту, просто измените значение servoPin на значение используемого цифрового вывода.

Помните! Использование библиотеки Servo автоматически отключает функцию PWM для PWM-контактов 9 и 10 на Arduino UNO и аналогичных платах.

Наш код просто объявляет объект и затем инициализирует сервопривод с помощью функции servo.attach(). Мы не должны забывать подключать серво библиотеку. В цикле мы устанавливаем сервопривод на 0 градусов, ждем, а затем устанавливаем его на 90, а затем на 180 градусов.

Скетч № 2

Второй скетч для варианта с Arduino Diecimilia ниже.

Нам достаточно будет скачать и подключить библиотеку из архива:

Стандартные методы серво-библиотеки

attach(int)

Соединение пина и сервопривода. Вызывает pinMode. Возвращает 0 при ошибке.

detach()

Отсоединение пина от сервопривода.

write(int)

Установка угла сервопривода в градусах, от 0 до 180.

read()

Возвращает значение, установленное write(int).

attached()

Возвращает 1, если серво в настоящее время подключен.

Дополнительные примеры скетчей

Следующий код позволяет вам контролировать серводвигатель на пине 2 с помощью потенциометра на аналоговом 0.

Следующий код - это поворот (пинг/понг) на выводе A0 с переменной скоростью.

Дополнительные возможности

Управление сервоприводами на Ардуино очень простое и мы можем использовать еще несколько интересных фишек.

Контроль точного времени импульса

Ардуино имеет встроенную функцию servo.write(градусы), которая упрощает управление сервомоторами. Однако не все сервоприводы соблюдают одинаковые тайминги для всех позиций. Обычно 1 миллисекунда означает 0 градусов, 1,5 миллисекунды - 90 градусов, и, конечно, 2 миллисекунды означают 180 градусов. Некоторые сервоприводы имеют меньший или больший диапазон.

Для лучшего контроля мы можем использовать функцию servo.writeMicroseconds(микросекунды), которая в качестве параметра принимает точное количество микросекунд. Помните, 1 миллисекунда равна 1000 мкс.

Несколько сервоприводов

Чтобы использовать более одного сервопривода в Ардуино нам нужно объявить несколько серво-объектов, прикрепить разные контакты к каждому из них и обратиться к каждому индивидуально. Итак, нам нужно объявить объекты - столько сколько нам нужно:

Затем нам нужно прикрепить каждый объект к сервомотору. Помните, что каждый сервопривод использует отдельный пин:

В конце концов, мы должны обращаться к каждому объекту индивидуально:

Подключение. Земля сервоприводов идёт на GND Arduino, питание на 5В или VIN (в зависимости от входа). И, в конце концов, каждый привод должен быть подключен к отдельному цифровому выводу.

Вопреки распространенному мнению, сервоприводами не нужно управлять через пины PWM - любой цифровой пин подойдет и будет работать.

Управление мышью

Чтобы управлять серво с помощью мыши, вот простой код:

Вам не обязательно использовать этот код, вы также можете отправлять команды на плату arduino с серийного монитора Arduino IDE. Позиция сервопривода от 0 до 180 - это команды 0 и 180 сек соответственно.

В основном этот код берет позицию mouseX (от 0 до 720) и делит на 4, чтобы получить угол для сервопривода (0-180). Наконец, значение выводится на последовательный порт с префиксом 's'.

Не забудьте сначала проверить с помощью println(Serial.list ()) COM-порт, который следует использовать.

Сервоприводы с непрерывным вращением

Существует специальные типы сервоприводов, обозначенные как сервоприводы непрерывного вращения. В то время как нормальный сервопривод переходит в определенную позицию в зависимости от входного сигнала, сервопривод непрерывного вращения вращается по часовой стрелке или против часовой стрелки со скоростью, пропорциональной сигналу.

Например, функция Servo1.write(0) заставит сервомотор вращаться против часовой стрелки на полной скорости. Функция Servo1.write(90) остановит двигатель, а Servo1.write(180) будет вращать вал по часовой стрелке на полной скорости.

Таким сервоприводам нашли несколько применений, но нужно понимать, что они достаточно медленные. Один из вариантов - микроволновая печь, когда есть необходимость в двигателе для вращения продуктов питания. Но будьте осторожны, микроволны - опасное дело!

В случае серьезной поломки швейной машины помочь ей сможет только грамотный специалист. Хотя, в большинстве случаев, как показывает практика, сложного ремонта машине эксплуатирующейся домашних условиях не требуется, а для того чтобы ей можно было пользоваться, необходимо лишь произвести ее настройку и регулировку. И это вполне можно сделать своими силами, главное при этом узнать и понять, как правильно настроить швейную машинку перед работой и какие именно детали в ней следует отрегулировать.

Как настроить и отрегулировать швейную машину

Основные неисправности, требующие настройки и регулировки

Основными неполадками в работе, которые требуют своевременной наладки и регулировки можно назвать:

Возникновение всех этих неисправностей говорит о том, что к работе швейной машине нужно присмотреться, определить причину их возникновения и попытаться устранить. Если сделать это на самом первоначальном этапе, то это не потребует больших усилий. Продолжительная работа швейной машины в неправильном режиме может потребовать необходимости дорогостоящего ремонта, который сможет провести только профессионал.

Основные правила самостоятельной настройки швейной

Настроить швейную машину своими руками достаточно просто. Для этого необходимо придерживаться определенной последовательности действий, основными этапами которых являются:

Важность правильного давления лапки

Педаль швейной машины с электрприводом

Помимо всего прочего перед началом работы необходимо выполнить установку длины стежка. Обычно их точное значение для различных видов ткани и той или иной строчки указывается в инструкции по эксплуатации прибора. При этом среднее значение данной величины равно от 1 до 2 мм при использовании тонкой ткани и не менее 3 мм – толстой материи. Так же стоит проверить остроту и соответствие швейной иглы. Если игла тупая или выбрана слишком тонкой для того или иного вида ткани и нити, то будет происходить пропуск стежков.

Про рейтинг лучших швейных машинок вы можете узнать из нашей статьи.

Выбор иглы для швейной машины

Каким бы это не казалось странным, но игла — это один из самых важных элементов швейной машины, поэтому прежде чем задаваться вопросом, как правильно настроить швейную машину, необходимо проверить данный элемент. В процессе прокладывания строчки игла совершает несколько сотен проколов ткани, некоторые из которых не являются тонкими и легкими. С течением времени это приводит к ее притуплению, а впоследствии и к тому, что она изгибается. И в том случае если в процессе своего движения игла хотя бы единожды ударится по металлу корпуса прибора, то острие обязательно сомнется. При этом малоопытные мастера могут не обратить внимание на такой инцидент и при визуальном осмотре не заметят возникшего дефекта. Но на самом деле он будет существовать, и при проколе ткани на последней будет образовывать сравнительно большие разрывы. Нить, которая при этом проходит через ушко иглы, будет цепляться за деформированное острие, притормаживая при этом с появлением излишка ее в стежке. В строчке начнут образовываться петли. Кроме того погнутая тупая игла может стать причиной постоянного обрывания нити, в особенности если выполняется процесс прострочки сложного участка изделия, когда верхняя нить максимально натягивается.

В таких ситуациях наладка ручной и электрической швейной машины и ее регулировка как таковые не требуются. А для выполнения работы в нормальном режиме необходимо просто самостоятельно заменить иглу. Данный элемент в машине необходимо менять настолько часто, насколько это возможно. Это никаким образом не усложнит работу, а наоборот сделает шитье по-настоящему качественным и аккуратным.

При замене швейной иглы необходимо выбирать данный элемент строго соответствующий виду машине. В бытовое устройство ни в коем случае нельзя устанавливать иглу, предназначенную для швейной машины промышленного вида. Спутать их крайне сложно, так как иглы для устройств промышленного назначения не имеют спила на колбе. Используя такую иглу в бытовой швейной машине, нарушается зазор между лезвием иглы и носиком челнока, что в лучшем случае приводит к появлению пропусков стежках. А в худшем – к повреждению челнока швейной машины. Так же очень важным является правильное расположение элемента в иглодержателе, которое заключается в нахождении лезвия со стороны носика челнока.

Выбор и установка иглы

Выбирать иглу необходимо соответствуя номеру использующейся нити. При этом стоит учитывать особенность новых швейных машин, которая заключается в наличии под поверхностью стола направляющего ограничителя, который не дает острию иглы уйти сторону. При этом расстояние от него возрастает при увеличении толщины ткани.

Выбор иглы в зависимости от вида ткани

Настройка взаимодействия иглы и челнока швейной машины

Совместная работа челнока и иглы

От настройки узла челнока и иглы швейной машины, а точнее от соответствия зазоров между ними правильным величинам, зависит качество получаемого результата в процессе шитья, при отсутствии которой в строчки так же могут возникать пропуски, петляние и обрывы нижней и верхней нитей. Для того чтобы выполнить эту настройку необходимо понимать принцип работы машины при формировании петли.

Так при поднятии иглы на 1,5-2 мм от исходного ее положения происходит формирование петли из верхней нити, располагающейся немного выше ушка. При этом носик челнока должен проходить почти вплотную от ложбины иголки. Это расстояние не должно превышать 0,15 мм. Величина от носика челнока до ушка иглы при этом должно составлять 0,5 мм. Данные значение являются приблизительными и соответствуют работе с тканями средней толщины. В зависимости от вида использующейся материи они могут несколько изменяться. Понять их численное значение можно только экспериментальным путем в процессе выполнения работы, и такие навыки в большинстве случаев приходят с опытом.

Так же стоит отметить важность правильной установки вертикального положения зубчатой рейки. Она отвечают за перемещение ткани относительно иглы и корпуса швейной машины в процессе работы. В тот момент, когда игла протыкает материю, верхние кромки зубчиков рейки должны быть на уровне рабочего стола швейной машины.

Правильный уход за швейной машиной

Для того чтобы каждый раз перед использованием швейной машины не требовалась ее регулировка достаточно соблюдать определенные меры профилактике, к основным из которых можно отнести:

смазка всех основных частей должна выполняться специальным маслом не реже чем один раз в полгода;
после каждого использования швейной машине необходимо обязательно убирать с ее поверхности, а так же крышки челнока и игольной пластины всю пыль и грязь, образовавшуюся во время работы;
перед тем как спрятать машину в чехол, необходимо убедиться в отсутствии в ее конструктивных элементах оторванных нитей и ткани, а так же подложив под лапку плотную бумагу или картон, опустить ее до упора;
хранение швейной машины необходимо осуществлять в чехле;
шнуры педали и привода должны быть свернуты максимально аккуратно во избежание перекручивания и появления разрывов.

Правильное хранение швейной машины

Настройка швейной машины после долгого перерыва в работе

После всех этих действий нужно заменить швейную иглу, и только после этого приступать к заправке нити и использованию устройства. Первую строчку лучше всего выполнить на куске ненужной ткани, для того чтобы избежать попадания машинного масла на материал изделия, которое будет изготавливаться по средствам использования швейной машины. При этом станет понятно правильно ли ложиться строчка. После этого можно смело приступать к работе с полной уверенностью, что данное устройство работает нормально и не испортит основную ткань.

Таким образом, настроить швейную машину вполне возможно и самостоятельно. Главное при этом понять, какая именно проблема возникает в процессе выполнения работы. Все основные операции являются стандартными и применяются как для ручной, так и для электрической швейной машины. Если каждый раз перед началом использования проверять все основные детали и узлы устройства, а так же своевременно выполнять профилактические меры и правильно использовать ее в соответствии со всеми пунктами инструкции по эксплуатации, то вопроса как наладить и отрегулировать швейную машину не возникнет.

Читайте также: