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# System prepended metadata

title: 馬達
tags: [DIT 新生教學文件, DIT 12th 教學 -- 新生教學]

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tags: DIT 12th 教學 -- 新生教學
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<!-- {%hackmd @HungPin/Dark %} -->

**馬達**
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**<font color="#FFC300">直流有刷</font>馬達**
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- #### 驅動原理
    - 由==碳刷（brushes）、整流子（commutator）== 以 ==機械式接點==來使馬達轉動

<div style="text-align: center;">
    <img src="https://hackmd.io/_uploads/ByBedkJ02.png" width=243 style="margin-right: 30px;">
    <img src="https://hackmd.io/_uploads/BynrdkJCh.png" width=300>
</div>

<p>
        <strong style="float: left; font-size: 16px; margin-left:147px;">直流有刷馬達</strong>  
        <strong style="float: right;font-size: 16px; margin-right:195px;">簡易構造</strong>  
</p>

- #### 特色
    - 扭力大且容易控制
- #### 應用場景
    - 用於機器人的==底盤==，帶動輪子轉動

**<font color="#FFC300">無刷</font>馬達**
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<div style="text-align: center;">
    <img src="https://hackmd.io/_uploads/HJmXj11Ah.png" width=300>
    <p>
    <strong style="font-size: 16px;">無刷馬達</strong>
</p>
</div>

- #### 驅動原理
     - 以電晶體等電子元件構成的電子回路形成閉迴路控制
    - 利用永久磁鐵作為轉子，由馬達內的磁氣感知晶片檢測轉子位置，再由驅動電路切換電流方向來使馬達旋轉
:::success
:::spoiler 影片詳解
### [無刷馬達原理影片](https://www.youtube.com/watch?v=bCEiOnuODac)
- **無刷馬達—霍爾感知器**
    由霍爾效應所製作出來的感測器，能用於監測磁場變化
    內部有霍爾感知器搭配電子換向器適時切換電流方向，進而使馬達旋轉
:::

- #### 特色
    - 轉速較快
    - 一般配合電變（ESC）使用，使用方式與直流馬達不太相同
- #### 應用場景
    - 用於高轉速的地方，如：無人機...


**<font color="#FFC300">步進</font>馬達**
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- #### 驅動原理
    - 切換馬達中不同定子（stator）線圈的電流方向，改變磁場，使磁鐵轉子受到不同相位的磁極相吸，旋轉固定角度

<div style="text-align: center;">
    <img src="https://hackmd.io/_uploads/SyWmGJ1C2.jpg" width=237 style="margin-right: 30px;">
    <img src="https://hackmd.io/_uploads/BkxZIACp2.png" width=300>
</div>

<p>
        <strong style="float: left; font-size: 16px; margin-left:165px;">步進馬達</strong>  
        <strong style="float: right;font-size: 16px; margin-right:195px;">簡易構造</strong>  
</p>
<br>

:::success
:::spoiler 影片詳解
### [步進馬達原理影片](https://www.youtube.com/watch?v=eyqwLiowZiU)
- **開迴路控制(Open Loop)**
    利用系統當前狀態產生控制信號，沒有回授訊號判斷是否已達目標位置
:::

- #### 特色
    - 轉矩平穩
    - 響應時間短
    - 精準控制馬達旋轉角度，在定位上有較大優勢
    - :warning: 驅動版容易過熱（如：A4988），通常是==電流大小沒調整好==
- #### 應用場景
    - 用於講求精準度的機構，如機械手臂關節、3D列印機

**<font color="#FFC300">伺服</font>馬達**
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<div style="text-align: center;">
    <img src="https://hackmd.io/_uploads/HkXQxgy0h.png" width=300>
    <p>
    <strong style="font-size:16px">伺服馬達</strong>
    </p>
</div>
    
- #### 驅動原理
    - 由內部感測器回授馬達當前位置，並由內部驅動器控制馬達旋轉
:::success
:::spoiler 影片詳解
### [伺服馬達原理影片](https://www.youtube.com/watch?v=1WnGv-DPexc)---看到 11:03 就可以了
- **閉迴路控制(Close loop)**
    具有**回授信號**判斷是否已抵達目標，DIT 使用之伺服馬達多數都是閉迴路控制的
:::

- #### 特色
    - 輕量
    - 能==精確轉到指定角度==
    - :warning: 控制時需注意角度初始化以及角度限制之問題
- #### 應用場景
    - 用於機械手臂的姿態控制，如手臂上的夾爪

**<font color="#FFC300">UART伺服</font>馬達**
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<div>
    <img src="https://hackmd.io/_uploads/Sk9x-R6Th.png" style="float: right; margin-left: 25px;" width="320">
</div>

- #### 驅動原理
    - 就是伺服馬達
- #### 特色
    - 扭力大
    - 可進行回授
    - ==接線只需一條線==串聯相接，方便連接
    - 可以使用PWM、UART控制，使用UART
        控制時可串接馬達，並分別控制各個馬達
    <br>
    <br>
    
<p>
    <strong style="font-size: 16px; float: right; margin-right: 110px;">UART伺服馬達</strong>
</p>

- #### 應用場景
    - 電路複雜時、需要扭力大的任務機構時使用
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## <font color="#FFC300">馬達挑選方式</font>
- 首先計算馬達所需強度，確認需要的扭矩之後，挑選合適的馬達
- 強度所需越大，就需越大扭力的馬達。如果挑到不適合的馬達，除了馬力不夠的問題之外，更有可能有燒壞的危險，因此一定要慎選
- 步進馬達另需注意所需的解析度、步級角、轉矩、轉速、扭矩
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