S-D5舵機拆開看一看

來源：TsinghuaJoking

S-D5［1］ 是一款應(yīng)用在 全國大學(xué)生智能車競賽 中B車模的方向控制舵機。如下是它的基本參數(shù)。

▲ S-D5 舵機的基本參數(shù)

手邊有一顆S-D5舵機，在 快速制版設(shè)備［2］ 中用于控制鹽酸腐蝕液的玻璃開關(guān)的旋轉(zhuǎn)。使用了大約一年之后，外部輸出機械軸嚴(yán)重磨損，但內(nèi)部電氣仍然正常。

下面對于手邊這款S-D5進行拆解。在了解它的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，為之后的安全使用提供更多的依據(jù)。

▲ 拆卸下來的S-D5舵機

舵機上的顏色以及其它粘貼部分是在其工作的過程為了防腐噴涂的油漆。

01機械拆卸

舵機的后蓋是由四個長桿螺絲釘與外殼固定在一起。由于腐蝕，其中兩個螺絲釘已經(jīng)嚴(yán)重腐蝕，在打開其中兩個之后，使用蠻力將后蓋揭開。暴露出舵機內(nèi)部的電機、控制電路板的細(xì)節(jié)。

▲ 拆卸開多級的后蓋

長桿螺絲也將舵機的前蓋與外殼連接在一起。拆除四個螺絲釘之后，也可以將前蓋倉打開。其中包括有四個減速齒輪，從旋轉(zhuǎn)電機傳動到輸出軸。

與輸出軸直連的是內(nèi)部控制電路中的位置傳感器

▲ 前蓋倉內(nèi)部的傳動齒輪

02電路分析

1.位置電位器

從后面打開控制電路板可以看到控制電路板以及相應(yīng)電位器。電位器是用于對于輸出角度進行測量。

▲ 輸出軸角度傳感器：電位器

電位器在NB是帶有特殊的金屬機械限位功能。使得輸出角度有左右兩個極限位置。

▲ 帶有限位能力的電位器

2.控制電路板

核心的控制板包括有三顆芯片：MT4607×2，HT66F03C。

MT4607［3］ 是雙N-P互補MOS功率管（30V/5A ）。組成一個輸出半橋。兩個組成一個功率輸出全橋電路。

HT66F03C［4］ 是由HOLTEK出品的Flash MCU（1k×14-2k×15Flash），內(nèi)部帶有64×8EEPROM。

▲ 控制板的主要芯片

通過 HT66F03C［4］內(nèi)部功能框圖可以看到，它具有12-BIT ADC可以讀取電位器的位置信息。具有IO口可以輸出控制PWM輸出。

▲ HT66F03C 內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)圖

通過控制電路板反面可以看到，舵機的電源線應(yīng)該是直接經(jīng)過濾波之后施加在單片機上。根據(jù)HT66F03C工作電源電壓最大值的限制（小于5.5V），所以該款舵機的工作電壓必須小于5.5V。

▲ 控制電路板的反面元器件布局

3.舵機工作直流小電機

舵機內(nèi)部的直流有刷直流小電機是整個舵機運動的動力來源。

▲ 舵機內(nèi)部的直流電機

▲ 直流有刷小電機

※ 結(jié)論

通過拆解S-D5舵機，可以看到它的一些基本結(jié)構(gòu)。

它使用HOLTEK 8位單片機 HT66F03C進行控制。所以被稱為數(shù)字舵機。

根據(jù)HT66F03C的工作電壓限制，所以該款舵機需要工作在5.5V以下。

對于數(shù)據(jù)手冊說它的工作頻率為300Hz，應(yīng)該是指輸入脈沖指令的頻率可以最高達到300Hz。對于這方面的數(shù)據(jù)無法驗證。

因此存在以下問題：

1）該舵機在額定電壓下（5.5V）最大角速度有多大？

2）該舵機的指令脈沖300Hz該如何驗證？

3）如果給定的脈沖指令大于300Hz，或者小于某個最低頻率舵機會如何工作呢？

好吧。也許拆開舵機一看，所看到的信息和新產(chǎn)生的疑問一樣多。

不過如果要回答上面的的問題，有可能還需要拆開一個新的S-D5舵機進行實驗才能夠正確回答。