Estoy intentando dos diseñar una mano protésica biónica agregando control y movimiento a una mano mecánica Thingiverse de código abierto.
El principal es mover dos MG995 cuando se realiza una contracción muscular (lectura usando el sensor myoware adafruit). El circuito propuesto tiene dos baterías 18650 de 2200 mAh cada una, dos módulos cargados TP4056 (uno para cada batería), un voltaje intensificar MT3608, un módulo Bluetooth y un Arduino Nano para el control.
El desarrollo se planteó utilizando dos circuitos PCB: uno de control (Arduino, myoware y Bluetooth) y otro de alimentación (2-TP4056 y el MT3608). Se conectan dos baterías 18650 en paralelo.
La salida de las dos baterías (3,7 V) después de pasar por el TP4056 se conecta directamente a la alimentación de los dos servomotores y al MT3608 (que eleva el voltaje a 10V y alimenta la placa Arduino a través de Vin, Arduino regula los voltajes y enciende el Myoware y la placa Bluetooth a través del pin de 5V).
Entre las dos salidas de positivo del TP4056, hay un interruptor que se debe apagar cuando se están cargando las baterías (las baterías dejan de estar en modo paralelo, y cada TP4056 carga cada batería, pero la entrada del TP4056 siempre está en paralelo. )
Hay otro interruptor que apaga/encende todos los circuitos después de los módulos TP4056.
Adjunto los esquemas de los circuitos.
Para alimentar 1 servo todo funciona perfectamente, el voltaje baja 1 volt cuando se mueve. El problema es que cuando conecté los dos servos (conectados, ni siquiera moviéndose) ambos comienzan a temblar y no se mueven.
Al medir el voltaje en la entrada del servo cuando se conectan dos servos, me doy cuenta de que el voltaje baja de 3,7 V a 2 voltios cuando tiemblan.
Entonces decidí agregar otro MT3608 entre los dos TP4056 y los servos aumentaron el voltaje de 3.7 voltios a 7 voltios. El problema aún continuaba, moviéndose perfectamente con 1 servo pero temblando cuando ambos servos estaban conectados.
Decidí aumentar el voltaje de 3.7 a 12 voltios y disminuirlo con un regulador de voltaje a 7 voltios nuevamente. Fue peor, ni siquiera 1 servo tiene suficiente potencia para moverse.
Pensé que el problema estaba relacionado con el módulo TP4056, entonces conecté la salida de las dos baterías directamente después del TP4056, puenteándolo, y el problema continúa.
Espero que me ayuden, no me quedan ideas.
Si tiene alguna otra recomendación, se reciben todas las correcciones.
ACTUALIZACIÓN: conecté 4 baterías 18650 en paralelo directamente en los servos de entrada de energía. Las 4 baterías alimentan directamente los servos (con 4,2 v cuando están cargadas) y alimentan el MT3608 (que eleva el voltaje a 5 v a Arduino, en lugar de 12v como el primero). ¡No hay movimiento, incluso cuando solo 1 servo está conectado!
El problema es simplemente que tiene demasiada carga para sus baterías.
El voltaje de la batería cae cuando consume demasiada corriente (cuando la carga es demasiado pesada).
Aumentar el voltaje extrae más corriente de la batería, lo que hace que el voltaje de la batería caiga aún más.
Cada amplificador de voltaje que agrega solo empeora el problema.
Necesita una batería que pueda entregar más corriente. Más 18650 celdas en paralelo, o simplemente una batería más grande.
El voltaje del Arduino también puede ser más bajo. Está aumentando 3.7V a 10V, solo para desperdiciar energía al reducir los 10V a 5V en el Arduino.
Aumente el voltaje de la batería a 5V y encienda el Arduino sobre el pin de 5V.
La calidad de la energía es un problema y los servomotores son muy exigentes cuando hay algún error de posición. Debe tener una ESR muy baja en su fuente de alimentación.
Los amplificadores de tensión son una solución deficiente para los servomotores de las baterías porque la impedancia de salida aumenta de forma inherente y tanto los amplificadores de tensión como los motores exigen grandes picos de corriente para arrancar.
Necesita baterías de fuente de voltaje ESR bajo para hacer funcionar los servomotores, ya que el error de regulación de la carga de suministro (1V es un error porcentual de carga muy bajo) afecta el ruido del error de posición (PSRR pobre) y lo hace inestable.
En biometría, todos nuestros músculos son push-pull con frecuencia de ráfaga y amplitud que controlan el par que es actual en los motores de CC. Pero para los servomotores, la corriente es proporcional al error de posición hasta cierto límite.
Elegiría una batería y un motor según sus especificaciones de diseño: por ejemplo, error de regulación de carga del 10 %, en el peor de los casos por diseño del control de corriente o sobrecarga de las baterías.
Siempre comience CUALQUIER diseño con mejores especificaciones para V, I, R (& Zo, ESR, DCR), Pd, Ah e incluya tolerancias.
Luego elija partes de una topología que sepa que funcionará.
Luego elija las partes y verifique las suposiciones.
Si quisieras más potencia. Considere un motorreductor BLDC en lugar del servomotor barato. Pero debe detectar y controlar la corriente para que la rampa de aceleración y la posición sean estables.
ideas https://openbionicslabs.com/tutorials (desaparecido)
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Francisco López Caracheo