STEAM ROV製作分享 : 控制器

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在STEAM ROV製作分享系列的第三篇STEAM ROV製作 : 推進器提到,STEAM的推進器因為成本跟複雜度考量,普遍採用碳刷馬達。

碳刷馬達的轉速,是藉由控制工作電壓大小來達成。所以碳刷馬達規格通常會標註幾伏特時每分鐘多少千轉,雖非像無刷馬達有KV的公式,基本上轉速隨著工作電壓提升而增加。碳刷馬達運轉方向是跟工作電壓極性有關,所以碳刷馬達在背後的電極都會標註正極位置,如下圖。要改變碳刷馬達的轉速就要改變工作電壓。要改變碳刷馬達的轉向就要改變工作電壓極性。無刷馬達則是再一定工作電壓下由電子變速器(Electronic Speed Controller ESC) 來完成轉速與轉向調整。

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專屬於STEM ROV 碳刷馬達控制器其實並不多見,一般都是自行開發電路板。為了STEAM ROV推廣,ROV MAKER 團隊推出簡易組裝的STEAM ROV 控制器!!

這控制器其使用PWM控制器來控制碳刷馬達。PWM學名是脈衝寬度調變(Pluse Width Modulation),屬於基頻數位調變方式。後來廣泛用於手機屏幕背光源亮度控制。藉由調整PWM週期信號中正電壓寬度變化,控制其輸出的平均電壓進而改變碳刷馬達轉速。ROV MAKER設計的PWM電路版也包含工作電壓反轉的功能,可以結由搖桿撥動或旋鈕轉動來改變碳刷馬達轉向。

在控制器的設計上,水平推進器的PWM控制器使用搖桿。這是因為ROV更多的操作是在水平間移動,搖桿的撥動使ROV在水平方向有更佳操控性,不論前進後退或著原地旋轉。垂直推進器的PWM則用旋鈕。這是因為上升下潛的次數比較不多,而且平常時刻會比較希望深度維持在一個範圍之內。

ROV MAKER 團隊提供以下影片,分享入門伊帕內瑪套件提供的控制器製作範例,供各學校教學參考 !!