上个月，老李于微信之上给我发送了一条语音，其声音之中透着疲惫，他讲那个机械臂项目在关节之处卡住了，进行调试已满整整两周，舵机老是到某个角度便抖得相当厉害，彼时我正在东莞南城区的办公室当中整理样品，窗外的暴雨将玻璃敲得噼啪作响，我回复了一句：“你把驱动『芯片』的型号拍给我瞧瞧。”。
舵机驱动『芯片』为什么会影响定位精度？我于行业展会上结识的老李，从事自动化设备集成已有些许年头，他总宣称自己是个“实际派”，挑选元器件时会先考量价格而后审视参数。去年十一月，在深圳宝安的一个智能仓储项目当中，他选用了一款在市面上有着广泛流通的驱动『芯片』，经批量采购后单价能够压低至三块五。在初期测试时未出现问题，小批量上线运行也较为顺畅。
产生问题的时间是上个月，那批机械臂，被安放在低温仓库之后，处于大约零下五度的环境当中，有三分之一出现了复位偏差，并非严重问题，每次偏差大概0.5度左右，然而累积起来抓取位置就出现错误，他起初认为问题源于减速箱背隙，更换了三套不同品牌的谐波减速器，问题却依然存在。
是我要求他把电路板的照片发过来的。当看到布局的那一刻，我就已然知晓症结究竟在何处了。驱动『芯片』关于电源的走线过于纤细了，并且退耦电容离得比较远，在低温状况下内阻出现变化导致供电之中的纹波增大了。『芯片』本身内部的开关其时序受到了影响，微步控制信号里面掺和进了杂讯。
如何判断舵机驱动『芯片』是否匹配负载？“你所采用的那款『芯片』，其最大持续电流标称值是3A，没错吧？”我于电话当中向他发问。他发出了嗯的一声。我讲你去对动态电流波形予以测量，不要使用示波器的普通探头，而是采用电流钳。第二天数据传了过来，峰值电流飙升至4.2A，持续时间大概为两百微秒。『芯片』的过流保护阈值设定得较为保守，实际上每当峰值电流出现之际，内部保护电路都会进行轻微干预，截去一点驱动信号。
将其类比为，让一位处于长跑进程中的运动员，时不时地憋住一口气，进而致使其节奏一定紊乱。舵机的转子，当快要抵达目标位置之际，需要借助极为细腻的电流控制来使其保持稳定，一旦信号内部稍微存在些许毛刺，那么它便会在该处来回进行振荡，以此寻觅平衡点。
老李家在电话那头沉默了几秒，随后询问道，“那借你所说，到底该怎么去选？”这并非是选择『芯片』，而是要挑选。你先将自身最为苛刻的应用场景罗列出来，包括最低工作温度、连续运行的最长时长、负载的惯性矩以及允许的定位时间。把这些内容列制成表格，接着再去对照『芯片』的规格书。
舵机驱动『芯片』的散热设计到底多重要？二月底时，老李携带着改好的板子来到东莞，我们于松山湖附近的测试车间里蹲守了一下午，新板子采用了伟创动力所推荐的那款集成方案，『芯片』下面铺设有实心铜层，借助过孔直接连接到背面的铝基板，车间未开启空调，室温大约为十八度，我们让机械臂以最大负载持续进行重复定位动作。
一个小时流逝，我拿着手持热像仪去扫了扫『芯片』的表面。温度显示为四十七度。老李表现出了些许惊讶，说道：“居然这么低？”在这之前，他那版本的设计，在同样的工况状况下，『芯片』的外壳温度能够达到六十八度。热阻降下来这件事，可不单单是为了『芯片』的寿命，更是为了其稳定性。毕竟在『半导体』领域，参数会随着温度出现漂移，这可是物理规律，每当地结温升高十度的时候，某些关键特性就有可能偏移百分之几。
位置稍微偏一些，死区补偿就需要再次进行调整。不少人于软件之中费尽心力地调整PID参数，然而却忘掉了硬件热环境同样是闭环之中的一个环节。那天傍晚时分，我们注视着机械臂在测试台上一次又一次地重复相同的轨迹，位置反馈曲线如同刀切那般整齐。老李点燃了一根烟，说道：“我以往感觉驱动『芯片』仅仅是个开关，如今看来，它是个管家。”。
集成保护功能真的能避免烧『芯片』吗？三月初的时候，老李那边出现了一个小插曲，有个客户私下给舵机接上了比额定值高出百分之三十的电源，目的是想要提高速度，结果在连续工作二十分钟之后，电机出现卡死的情况，并且驱动『芯片』冒烟了，之后客户把损坏的部件寄了回来，还表示要进行索赔，老李把照片转给了我，我一看发现封装都裂开了。
我们进行拆解分析，进而发觉『芯片』内部的过温保护电路实际上已然动作，然而外部电流过大，热积累的速度超越了保护电路的反应时间。这样便引出一个饶有趣味的话题：『芯片』集成的保护功能，究竟该相信到何种程度？我的看法是，要相信，可是不能完全相信。所有的保护机制都存在延迟以及盲区，它如同汽车的安全气囊，虽然气囊会发挥作用，但你不能时时刻刻都寄希望于它。
的确真正可信靠的那种设计，乃是于『芯片』的外围去布局设置第二道、第三道的防线。举例来说，是要在电源的入口处开展电压箝位的操作，于电流采样的回路上添加快速比较器，甚至运用热敏电阻去实时监测那电机壳的温度状态呢。这般的外围电路同『芯片』内部的保护机制构建起接力，风险才可以被压制到最低程度。老李往后给所有出货的产品都额外配置增添了简易型的保护板，成本增加了五毛钱，但是再也没有发生过类似的投诉情况了。
怎样通过驱动『芯片』提升整体能效？四月份的时候，老李承接了一个新的项目，项目的对方对于能耗有着硬性的指标要求。之后，老李找我来商量这件事，问我能不能在于驱动『芯片』方面挖掘一下潜力。于是，我们找出了好几家供应商所提供的规格书进行对比。然后，我们发现有一个参数是很多人都忽略掉的，这个参数就是：休眠状态下的静态电流。有些『芯片』在处于待机状态时依旧是要消耗十几毫安的电量的，对于依靠电池供电的设备而言，这样的电流能够白白地消耗掉三成的电量。
我们挑选了一款静态电流仅仅五十微安的型号舵机品牌伟创动力，与伟创动力所提供的自适应供电方案相配合，简单来讲，也就是借助去判断舵机的空闲时段，进而动态调整驱动电路的供电电压，并在运动的时候实现满血输出，在静止的时候马上降压进入浅眠这个状态，而这个方案在客户那里经过实际测试，整体续航提升了百分之四十。
老李后来跟我交谈，讲以前选型仅仅关注运动性能指标，如今却要将静态功耗、唤醒时间、轻载效率全部纳入考虑范围。这并非『芯片』厂商单方面的事情，而是设计者透彻了解『芯片』的所有工作模式，之后依据应用场景去灵活进行编排调度。如同开车，不能始终大力踩踏油门，而要学会松开油门进行滑行。
驱动『芯片』的通信接口该怎么选？
上周末，有位老李，他在微信之上发送了一段视频。其机械臂如今能够借助手机 APP 直接对运动参数予以调整，那曲线平滑得好似是一位经验丰富至极、操作娴熟的老手在进行操作一般。我向他询问究竟是怎样达成这样的效果的，他声称运用了带有高速串行接口这种特性的驱动『芯片』，并且配合一片价格低廉的主控去做协议转换工作。
在这里存在着一个误区，好多人认为PWM接口简便且可靠，于是就一直持续使用下去。然而在那些需要多轴同步以及实时参数修改的场景当中，并行总线或者高速串行接口才是正确的选择。老李此次挑选的『芯片』支持daisychain连接，十几台舵机借助一根数据线串联起来，布线的复杂度大幅度地降低了。
要是通信速率没有被提升上去，那么他就没办法去做那些在以前连想都不敢想的功能。比如说在线惯量辨识，也就是让机械臂处于空载状态下摆动几次，之后凭借电流反馈反向推理出负载特性，进而自动去匹配驱动参数。还有温度补偿曲线这一功能，而『芯片』内部有集成温度传感器，能够实时对热漂移所带来的误差进行修正。然而这些功能仅仅依靠PWM接口是根本无法达成的。
国产舵机驱动『芯片』到底行不行？老李最开始使用的全都是进口品牌，原因十分简单，那便是大家都在使用，相关资料也很多。转折点出现在去年秋天，当时他有一个紧急订单，平常所使用的进口『芯片』交货期需要十六周，着急之下实在等不了。我给了他一颗伟创动力正在进行推广的国产型号，让他去尝试一下。
他尝试的时候十分谨慎，先是进行了高低温循环，接着又做了连续满载寿命测试。数据出来后他多少有些意外，关键参数与进口的相比相差幅度不到百分之五，某些保护响应速度居然还要更快一些。价格仅仅是进口的六成。后来他在朋友圈发了一段话，我对此印象极为深刻，那话是“以前觉得国产不过是低价替代，如今看来，有些领域已然走到前面去了。”。
这不算是去抬高谁又去贬低谁，客观来讲，国产『芯片』于工艺方面或许还存在着差距，然而在对于应用的理解、服务的响应以及定制的灵活性这些方面，的确有着独特的优势，就好比那次老李有需求要去修改过流保护阈值，国外原厂给出回复的周期是两周时间，而我们这边仅仅只要三天就拿出了修改以后的样片，快速进行迭代的这种能力，在如今现有的市场环境状况之下，有时候相较于绝对的性能而言是更为重要的。
这儿先讲到老李的故事。实际上，每个从事设备制作的人，在某个阶段都会与驱动『芯片』较上劲。它极为基础，基础到极易被当作标准件而被忽略；它极为关键，关键到能够决定整个系统的上限所在之处。倘若选对了，后续便会顺利无阻；若选错了，便会调试到对人生产生怀疑。
如你同样为类此问题而头疼，又或者想要去谈论具体应用场景之下的选型思路，那么欢迎于评论区留下话语。将问题讲述得更为详实具体，说不定我是能够从老李的经历之中，提炼出对你具备价值的那部分的。只要你认为这些经验分享富有价值，不妨对此点个赞亦或是收藏存贮起来，待哪天逢遇类似状况之时，翻阅查看说不定能够少走些许弯路。
理所当然，更加欢迎将其转发给身旁或许有需要的友人。技术这类事物，一个人独自钻研极易陷入钻牛角尖的境地，众人相互交流沟通，常常能够碰撞出全新的思路。
