Wie verbinde ich die beiden Servos? Von der Stromversorgung bis zur Programmierung können Sie alles auf einen Blick verstehen

Wenn viele Freunde zum ersten Mal in Kontakt kommenServos, sie stellen immer eine klassische Frage: Wie verbindet man zwei?Servos und wie verwendet man sie? Besonders wenn Sie einen Roboterarm, einen zweibeinigen Roboter oder einen Gimbal bauen möchten, aServoeinfach nicht das gewünschte „Action-Feeling“ erzeugen. Keine Sorge, heute legen wir diese komplizierten Theorien beiseite und zerlegen sie Schritt für Schritt von der eigentlichen Verkabelung, Stromversorgung, Steuerlogik bis hin zur Programmierung. Sie müssen kein Elektroniker sein, folgen Sie einfach den Schritten und die beiden Servos können schon bald „Ihrem Befehl gehorchen“.

So schließen Sie die Servostromversorgung an

Für viele Leute, die zum ersten Mal zwei Servos anschließen, ist das wahrscheinlichste Problem die Stromversorgung. Wenn ein Servo arbeitet, darf der Strom nur ein oder zwei Ampere betragen. Wenn zwei Servos gleichzeitig aktiviert werden, kann der Momentanstrom leicht 3 Ampere überschreiten. Wenn Sie die Stromversorgung beispielsweise direkt über den 5-V-Pin der Entwicklungsplatine beziehen, ist der Servo schwach und zittert im schlimmsten Fall, oder die Entwicklungsplatine wird direkt verbrannt. Die richtige Vorgehensweise ist: Die roten Leitungen (Pluspol) der beiden Servos zusammenlegen und an den Pluspol der externen Stromversorgung anschließen; Legen Sie den schwarzen oder braunen Draht (Minuspol) zusammen und verbinden Sie ihn mit dem Minuspol des externen Netzteils und verbinden Sie ihn außerdem mit dem GND der Entwicklungsplatine. Dies nennt man eine gemeinsame Basis. Die Signalleitungen werden an die beiden PWM-Pins der Entwicklungsplatine angeschlossen, z. B. Nr. 9 und Nr. 10.

Wie viele PWM-Ports werden benötigt, um zwei Servos anzusteuern?

Die Antwort auf diese Frage hängt davon ab, welches Servo Sie verwenden. Wenn es sich um ein gewöhnliches analoges Servo handelt, benötigt jedes Servo einen unabhängigen PWM-Signal-Pin. Ein Entwicklungsboard verfügt in der Regel über mehrere PWM-Ports, was völlig ausreichend ist. Wenn Sie jedoch ein Servo über einen seriellen Bus verwenden, ist die Situation anders. Diese Art von Servos ist fortschrittlicher. Sie können in Reihe geschaltet werden. Alle Servos teilen sich den gleichen Datenpin und steuern ihre jeweiligen Drehungen, indem sie Anweisungen mit unterschiedlichen IDs senden. Selbst wenn Sie 10 Servos steuern, müssen Sie auf diese Weise nur einen Pin belegen, wodurch die Verkabelung viel sauberer wird. Schauen Sie sich also zunächst den Servotyp an, den Sie zur Hand haben, und entscheiden Sie dann, welches Verkabelungsschema Sie verwenden möchten.

So vermeiden Sie, dass sich zwei Servos gegenseitig stören

Nachdem viele Freunde die Drähte angeschlossen hatten, stellten sie fest, dass sich die beiden Servos entweder nicht bewegten, oder dass sich einer bewegte und der andere zitterte, oder dass sich sogar beide zufällig drehten. Dafür gibt es meist zwei Gründe: zum einen eine unzureichende Stromversorgung und zum anderen Signalstörungen. Wie wir bereits zum Thema Stromversorgung erwähnt haben, können Sie ein separates 7,4-V- oder 6-V-Spannungsstabilisierungsmodul für die Stromversorgung des Servos konfigurieren. Teilen Sie es nicht mit dem Entwicklungsboard. Achten Sie im Hinblick auf Signalstörungen darauf, das Signalkabel nicht zu eng mit dem Stromkabel zu verbinden, insbesondere mit dem Hochstromkabel. Wenn außerdem zwei Servos gleichzeitig starten und stoppen und die momentane Stromauswirkung groß ist, können Sie einen großen Kondensator, z. B. 470 uF, zwischen den Plus- und Minuspolen der Stromversorgung hinzufügen, um als Puffer zu fungieren, und der Betrieb wird viel stabiler.

So programmieren Sie zwei Servos so, dass sie sich gleichzeitig bewegen

Wenn Sie möchten, dass zwei Servos zusammenarbeiten, ist die Programmierlogik eigentlich sehr einfach, nämlich die Steuerung der Zeit und des Winkels ihrer Drehung. Wenn Sie beispielsweise eine „Winke“-Aktion ausführen möchten, können Sie zunächst das Servo Nr. 1 mit einer Verzögerung von 200 Millisekunden auf 90 Grad drehen, dann das Servo Nr. 2 von 0 Grad auf 180 Grad drehen und dann gleichzeitig zurücksetzen. Der Fokus liegt auf der Kombination aus „Delay“ und „Loop“. Der häufigste Fehler, den Anfänger machen, besteht darin, die Verzögerung im Code zu kurz zu schreiben, was dazu führt, dass das Servo neue Anweisungen erhält, bevor es Zeit hat, seine Position zu erreichen, was zu Blockaden führt. Ein praktischer Tipp ist: Geben Sie einem Servo jedes Mal, wenn Sie einen Winkelbefehl senden, genügend physische Bewegungszeit. Beispielsweise dauert es 0,5 Sekunden, bis das Servo von 0 auf 180 Grad geht. Am besten legen Sie die Verzögerung auf mehr als 0,6 Sekunden fest.

So gestalten Sie die Zusammenarbeit zweier Servos reibungsloser

Wenn Sie mit einfachen sequentiellen Aktionen nicht zufrieden sind und eine echte synchrone Verknüpfung erreichen möchten, müssen Sie die Idee einer „Zustandsmaschine“ einführen. Einfach ausgedrückt: Lassen Sie das Programm nicht stehen und warten, sondern aktualisieren Sie regelmäßig die Zielwinkel der beiden Servos. Wenn Sie beispielsweise einen Gimbal mit zwei Freiheitsgraden steuern möchten, damit die Kamera Objekte reibungslos verfolgen kann, ändert die Hauptschleife ständig die Zielwinkel der beiden Servos basierend auf Sensordaten und dreht sich jedes Mal nur um einen kleinen Schritt. Auf diese Weise scheint es, als würden sich die beiden Servos gleichzeitig bewegen, und der Übergang verläuft sehr sanft, ohne dass es zu einem „Feststecken“ kommt. Diese Schreibmethode kann in vielen Roboterarm- und Roboterkopfprojekten verwendet werden.

Was tun, wenn sich das Servo zufällig dreht oder wackelt?

Dies ist das problematischste Problem im tatsächlichen Kampf. Wenn sich beide Servos zufällig drehen, prüfen Sie zunächst, ob eine gemeinsame Masse besteht. Viele Anfänger vergessen, die negative Elektrode der Servos mit dem GND des Entwicklungsboards zu verbinden, wodurch die Signale keine Schleife bilden. Wenn nur ein bestimmtes Servo vibriert, ist es höchstwahrscheinlich, dass der Stift einen schlechten Kontakt hat oder das Servo selbst defekt ist. Es gibt noch eine weitere häufige Situation: Sie schreiben den Servowinkel im Code auf einen Wert, der außerhalb des Bereichs liegt, beispielsweise mehr als 180 Grad. Zu diesem Zeitpunkt versucht das Servo, sich in eine Position zu bewegen, die es nicht erreichen kann, und beginnt hin und her zu „zucken“. Die Lösung ist auch sehr einfach. Fügen Sie einfach eine Beurteilung in den Code ein und begrenzen Sie den Winkelwert auf 0 bis 180.

Tatsächlich dient die Verbindung und Verwendung der beiden Servos im Wesentlichen dazu, die drei Kernprobleme „Stromversorgung, gemeinsame Masse und Signalverteilung“ zu lösen. Das Gefühl der Kontrolle ist besonders interessant, wenn Sie die beiden Servos persönlich aus einem Kabelgewirr in ein kleines Gerät verwandeln, das Armbewegungen, Greifbewegungen oder Tracking-Bewegungen synchronisieren kann. Hast du gerade zwei Servos zur Hand? Welche interessanten Gadgets würden Sie am liebsten damit herstellen? Gerne können Sie im Kommentarbereich über Ihre Gedanken sprechen. Vergessen Sie nicht, es zu liken und beim nächsten Mal als Referenz aufzubewahren.