хакі сервомашинок

Після довгих і багаторазових обіцянок собі і всім оточуючим, я нарешті розповім як модернізувати сервомашинки і перетворити її в убермоторчік.
Переваги очевидні - мотор редуктор, який можна підключати безпосередньо до МК без всяких драйверів це круто!
А якщо серва з підшипниками, та ще й шестерні металеві, це ваащеее =)

відмазки
Деякі дії по переробці серв незворотні і інакше як вандалізмом їх назвати не можна.
Все що далі описується ви можете повторювати, але на свій страх і ризик. Якщо в результаті ваших дій безповоротно загине ваша топова Футаба-брендовий, титан-карботовая, суперінтеллектуальная, безінерційна, ручної роботи серва за стопицот грошей - ми тут зовсім ні до чого;)
Так само зверніть увагу - шестерні серви досить густо обмазані мастилом - не варто розбирати їх в білосніжній сорочці і на оксамитовому дивані.

Так, залякали, тепер, для заспокоєння, трохи теорії =)
Серва, як ми пам'ятаємо. управляється імпульсами змінної ширини - вони задають кут на який повинен повернуться вихідний вал (скажімо, найвужчі - до упору вліво, найширші - до упору вправо). Поточне положення вала зчитується мізками серви з потенціометра, який своїм движком пов'язаний з вихідним валом.
Причому, чим більше різниця поточного та заданого кутів, тим з більшою швидкістю вал рвоне в потрібну сторону.
Ось саме в цьому місці і зарито різноманіття можливих варіантів переробки.
Якщо ми «введемо серв в оману» =) - рассоеденім потенціометр і вал, і змусимо вважати, що движок потенціометра знаходиться в середній точці, то зможемо управляти швидкістю і напрямком обертання. І лише по одному сигнальному проводу!
Тепер імпульси відповідні середнього положення вихідного вала - це нульова швидкість, чим ширше (від «нульової» ширини) тим швидше обертання вправо, ніж вже (від «нульової» ширини) тим швидше обертання вліво.

Звідси випливає одна важлива властивість серв постійного обертання - вони
не можуть повертатися на опредёлённий кут, крутитися строго певну кількість обертів і т.п. (Ми ж самі прибрали зворотний зв'язок) - це взагалі-то і не серва вже, а мотор редуктор з вбудованим драйвером.

Методів «роз'єднання» і «введення в оману» кілька - розглянемо їх на практиці.
Найпростішу переробку покажу на прикладі двох серв - MG995 і SG5010 (Нутрощі їх більш детально можете розгледіти тут і тут)
Отже, перш за все доведеться машинку розібрати
розкручуємо, акуратно знімаємо верхню кришку

І знімаємо вихідну шестерню


ось і він - вал потенціометра зворотного зв'язку (жовтенький прямокутна піпка), що з'єднується через ось цю прозору (чорну) «муфту» з вихідною шестернею.


найперша думка, яка приходить в голову - прибрати гнучкий елемент (муфту) залишивши вал резистора в середньому положенні. Спробуємо.
Для цього накатав «калібрувальний» скетч (ставить гойдалку «звичайної» серви в середнє положення)
і підключимо до Ардуіно нашу розкриту машинку.
Так як резистор у нас не в середньому положенні - серва починає весело крутитися (іноді розкидаючи мастило =).

Обертаємо резистор і добиваємося не просто зупинки, але повної тиші (щоб не дзижчали і не гуло нічого всередині) До речі, зробити це не дуже просто - досить тонка настройка. Звідси і перший очевидний мінус цього рішення - ударили / струснули підігріли / остудили вже зібрану серв - нульова точка цілком може поповзти. Звичайно, можна зафіксувати вал клеєм ...

Зверніть увагу на підключення потужних серв (типу MG995) - щоб уникнути перевантажень (і резета) при старті, рекомендую плату живити від зовнішнього джерела (НЕ USB) і повісити прям на роз'єм електролітичний конденсатор

100мкф:

Далі витягуємо гнучкий елемент разом з нижнім підшипником


У випадку з MG995, трохи складніше, сидить там все щільно - доводиться вибивати через наскрізний отвір в вихідному валу - чудово підходить гвинт від корпусу. Гнучкий елемент досить твердий =) і при такій операції не страждає.


муфту в сторону, підшипник на місце


Тепер час вандалізму! Необхідно видалити стопор, який упирається в припливи всередині корпусу і не дає шестірні провертатися.


З MG995 не такий вже це і вандалізм - якщо піднатужитися то стопорний штифт можна просто вийняти, а потім відповідно безболісно вставити його на місце - повністю відновивши первісний функціонал серви.


збираємо все на місце, заливаємо в Дуіно стандартний приклад knob, крутимо дивимося, радіємо.

Тут заритий другий недолік такої м'якої переробки - якщо нульова точка не дивлячись на приклеєний резистор все ж поповзла, або її закортить змістити - доведеться все розбирати = (
Тому більш грамотний метод - заміна потенціометра подстроечніком.
Можна, викрутивши гвинт і відігнувши засувки, вийняти потенціометр

а замість нього впаяти підрядковий резистор на ті ж 5кОм

Звичайно, зручніше було б використовувати подстроечнік вертикального виконання, але у мене такого під рукою не виявилося

Начебто і так не погано вийшло =)
Виламуємо засувку потенціометра - в неї упирався подстроечнік і свердлимо корпус серви для доступу до його движку

Тепер залишилося налаштувати нульову точку калібрувальним скетчем, і можна користуватися =)
Якщо не хочеться нічого підлаштовувати, приклеювати і дірявитимуть корпус можна потенціометр замінити двома постійними резисторами по 2-2.2Ком - вони будуть зображати з себе ліве і праве «плече» потенціометра.

якщо можете знайти / припаяти SMD - взагалі красиво буде:

Але тоді в точку спокою ви можете і не потрапити (через розкиду значень опорів резисторів плечі вийдуть нерівними) - у мене на калібрувальному скетчі з похідними дзижчала, з SMD потихеньку крутилася - підстроювання в нуль тільки програмно і індивідуально.
Проте саме такий спосіб найбільш прийнятний для дрібних серв.
Продемонструємо на прикладі MG90s:
розбираємо

Стягаємо вихідну шестерню - вона туго сидить на латунном валу потенціометра

Знімаємо інші шестерні, щоб дістатися до потенціометра

Добре видно, що вихідна шестерня сидить на валу потенціометра за рахунок чорної пластмасовою втулки, її ж виступ є стопором.
Тут можливі два варіанти: або ламати потенціометр - прибирати обмежувачі (і бігунок) так, щоб його вал вільно обертався по колу, або потрібно обточити (надфілем, шкіркою) його вал так, щоб вихідна шестерня вільно оберталася на ньому.
Другий варіант виглядає більш привабливим - ламати не треба, серв при бажанні можна відновити зафіксувавши шестерню на валу клеєм (або просто облуди з напливом вал потенціометра). Однак точити довелося довго - пластикова втулка дуже щільно обжимають вал - якщо не доточити - чіпляється, повискує і
і нерівномірно обертається - трохи переточити - починає хитатися і знову ж шуміти. Можна звичайно рассверлить втулку ... У будь-якому випадку для такої переробки точність і акуратність потрібні підвищені та й повторюваність низька, коротше не сподобалося. Фоток даного варіанту не робив, ІМХО тут і так все зрозуміло.
Будемо ламати.
Спочатку підчепити викруткою вуха обмежувача і бігунок

Потім кусачками відкусити / загнути щоб не заважали - ось тут дійсно вандалізм =)

Має вийти, наприклад, так:

Зрізаємо стопор з пластикової втулки

Тут є один момент - втулка заходить на зуби і при обертанні зуби провідної шестерні будуть упиратися - можна підрізати западини лезом - так по веселіше приробиться =)

Редуктор тепер можна зібрати, займемося електронікою.
Знімаємо нижню кришку, витягуємо плату:

Спостерігаємо дроти до потенціометра - він у нас уже знищено, дроти йому більше не потрібні, отпаиваем / відкушуємо

А замість них до плати паяем пару резисторів на 2.2Ком ось таким манером

шматком ізоляційної стрічки прикриємо мікросхему в уникненні

І запіхнём все на місце

Закручуємо, запускаємо, радіємо