Bringen Sie Ihnen Schritt für Schritt bei, wie Sie den Servolenkgetriebe-Controller auswählen und debuggen. Lesen Sie diesen Artikel.

Was ist das Problem an Produktinnovationen? Die Idee ist natürlich sehr gut, aber das Ergebnis ist, dass dieServoDie Steuerung klemmt, das Uhrwerk zittert wie bei „Parkinson“ oder der gewünschte Winkel kann nicht erreicht werden, egal wie stark die Einstellung vorgenommen wird. Heute werden wir über den „Kommandanten hinter den Kulissen“ sprechenDieServoLenksteuerungum Ihnen zu helfen, diese kleine Sache von Anfang an vollständig zu verstehen.

## Warum verwenden?ServoLenksteuerung?

Viele Freunde, die gerade erst mit der Arbeit an Projekten begonnen haben, nutzen gerne direkt die PWM des Entwicklungsboards, um den Servo anzutreiben. Diese Methode eignet sich gut für kleine Servos. Sobald das Drehmoment groß ist und die Zahl groß ist, wird die Entwicklungsplatine sofort „belastet“. Die Reaktion ist nicht nur langsam, sondern die Platine wird auch durch unzureichenden Strom verbrannt.Der Servo-Servo-Controllerist wie ein professionelles „Plug-in-Gehirn“. Es ist für die Verarbeitung der Signale und der Leistung des Servos verantwortlich. Es kümmert sich um komplexe Timing-Berechnungen und Stromversorgungsprobleme, sodass Ihr Hauptsteuerchip problemlos mit komplexerer Logik umgehen kann.

Wenn Sie beispielsweise einen sechsbeinigen Roboter bauen möchten, verfügt dieser über 18 Servos. Wenn Sie sich darauf verlassen, dass das Entwicklungsboard es direkt steuert, ist das Programm so kompliziert, dass Sie weinen möchten. Außerdem streikt bei zu vielen Servos die Stromversorgung, wenn die Stromversorgung leicht instabil ist. Mit dem Controller ist das ganz einfach. Sie müssen ihm nur sagen: „Drehen Sie das Servo Nr. 3 auf 90 Grad“, und den Rest erledigt es von selbst. Das ist der Reiz professioneller Tools, die komplexe Dinge standardisieren und es Ihnen ermöglichen, sich auf die Kreativität zu konzentrieren.

##Wie man wähltServolenkungsregler

Es gibt alle Arten von Controllern auf dem Markt, die zwischen mehreren zehn und mehreren Tausend Dollar kosten. Wie wählt man, ohne in die Falle zu treten? ‼️ Schauen Sie sich zunächst die Anzahl der Kanäle an, also wie viele Servos gleichzeitig angesteuert werden können. Für Roboterarme reichen vielleicht 4-6, für bionische Roboter oder mehrachsige Plattformen empfiehlt es sich jedoch, 16 oder sogar 32 Kanäle zu wählen. Halten Sie nicht an der Idee fest: „Erst ein kleines Gerät kaufen und später aufrüsten, wenn Sie nicht genug haben“. Wenn Sie den Controller in der Mitte des Projekts, der Verkabelung und des Debuggens austauschen, werden Sie an Ihrem Leben zweifeln.

️ Zweitens schauen Sie sich die Kommunikationsschnittstelle an, die direkt damit zusammenhängt, wie Sie sie „verwalten“. Die am häufigsten verwendeten sind die serielle Schnittstelle (UART) und I2C. Für einfache Projekte reicht die serielle Schnittstelle aus. Über eine Leitung können Anweisungen gesendet werden, die Sie sofort erlernen und anwenden können. Wenn die Schnittstelle Ihrer Hauptsteuerplatine eng ist oder Sie den Controller weiter entfernt platzieren müssen, wählen Sie einen mit RS485- oder CAN-Bus, der über eine starke Entstörungsfähigkeit und eine große Übertragungsentfernung verfügt. Denken Sie an einen Grundsatz: Bestimmen Sie zunächst, wie Ihre Hauptsteuerplatine mit ihr kommuniziert, und suchen Sie dann einen passenden Controller.

##Wie man verkabeltder Servo-Servo-Controller

Der Verkabelungsbereich stellt für Anfänger ein hohes Risiko dar, umzukippen. Nehmen wir es auseinander und sehen wir es klar. 1. Netzkabel, das ist das Wichtigste! Der Momentanstrom des Lenkgetriebes ist sehr groß, insbesondere wenn mehrere Motoren gleichzeitig betrieben werden. Nehmen Sie den Strom nicht direkt von den 5 V der Hauptsteuerplatine, um Ärger zu vermeiden, da dieser höchstwahrscheinlich direkt neu startet. Der richtige Weg besteht darin, den Controller separat mit Strom zu versorgen, z. B. mit einem 6-V-7,4-V-Akku, und dann die Masse zu teilen, d. h. der GND des Controllers sollte mit dem GND der Hauptsteuerplatine verbunden werden, um die Signalstabilität sicherzustellen.

2. Signalleitung, das ist einfach. Der Signaleingangspin (TX/RX oder SCL/SDA) des Controllers ist mit dem entsprechenden Pin der Hauptsteuerplatine verbunden, und der Servostecker ist direkt mit dem Ausgangsport des Controllers verbunden. Hier ein kleiner Tipp: Schalten Sie alle Geräte vor der Verkabelung aus und nach der Verkabelung wieder ein. Die Entwicklung dieser Gewohnheit kann Ihnen mehrere Controller-Leben retten. Beeilen Sie sich nicht, Code zu schreiben, nachdem Sie die Drähte angeschlossen haben. Testen Sie nach dem Einschalten manuell, ob jedes Servo in seine normale Position zurückkehren kann. Dieser Schritt kann 90 % der Hardwareprobleme beseitigen.

## So machen Sie die Servobewegung sanfter

Kommt es häufig vor, dass das Servo „klickt“ oder ruckartige Bewegungen ausführt? Dies liegt wahrscheinlich daran, dass Geschwindigkeit und Beschleunigung nicht richtig eingestellt sind. Viele Controller unterstützen den „Zeitsteuerungs“-Modus, was bedeutet, dass Sie ihm direkt sagen: „Gehen Sie von der aktuellen Position auf 90 Grad und schließen Sie die Fahrt in 2 Sekunden ab.“ Auf diese Weise berechnet das Servo automatisch die Zwischenbahn und erreicht eine gleichmäßige Bewegung, die sehr gleichmäßig aussieht. Wenn Sie beispielsweise nicken und direkt eine kurze Anweisung geben, ist der Effekt wie ein Huhn, das Reis pickt; Wenn Sie jedoch einen langsamen Übergang von 1,5 Sekunden vornehmen, werden Sie sofort das fortgeschrittene Gefühl haben, „ruhig zu nicken“.

Es gibt noch ein weiteres kleines Detail, nämlich den Parameter „Aufrechterhaltung des Drehmoments nach Erreichen der Position“. Wenn Ihre mechanische Struktur selbst einer Schwerkraftbelastung ausgesetzt ist, beispielsweise das Schultergelenk eines Roboterarms, muss der Servo kontinuierlich Drehmoment abgeben, um die Haltung beizubehalten, nachdem der Servo an Ort und Stelle ist. Zu diesem Zeitpunkt können Sie das „Haltemoment“ jedes Servos individuell einstellen, was nicht nur ein Durchhängen aufgrund der Schwerkraft verhindern kann, sondern auch Energie sparen kann, als immer das volle Drehmoment abzugeben. Sobald Sie diese detaillierten Parameter angepasst haben, ist Ihre Arbeit nur noch einen Schritt von „dynamisch“ zu „intelligent“ entfernt.

## Was tun, wenn beim Debuggen Probleme auftreten?

Keine Panik, wenn Sie auf Probleme stoßen, wir werden die Fehlerbehebung entsprechend dem Prozess durchführen. Überprüfen Sie zunächst die Stromversorgung. Messen Sie die Spannung am Eingang des Controllers mit einem Multimeter. Viele seltsame Jitter werden durch den Spannungsabfall der Stromversorgung verursacht. Wenn beispielsweise die Batterie leer ist und die Spannung beim Betrieb unter 4 V sinkt, bewegt sich das Servo mit Sicherheit zufällig. Als Zweites schauen Sie sich die Kontrollleuchte an. Ein normaler Controller verfügt nach dem Einschalten über eine Betriebsanzeige und die Signalanzeige blinkt, wenn ein Befehl empfangen wird. Wenn die Lichter nicht leuchten, überprüfen Sie zuerst die Stromversorgung und die Verkabelung. Wenn die Stromversorgung normal ist, aber keine Reaktion erfolgt, ist höchstwahrscheinlich das Kommunikationsprotokoll nicht korrekt, z. B. die Baudrate ist falsch eingestellt.

Was soll ich tun, wenn die Bewegungen normal sind, aber die Position falsch ist? Zu diesem Zeitpunkt ist es notwendig, die Mittelposition und den Winkelbereich des Servos zu kalibrieren. Die meisten Servos sind bei einem 1,5-ms-Impuls um 90 Grad gedreht, es kann jedoch zwischen verschiedenen Marken leichte Abweichungen geben. Sie können den mit dem Controller gelieferten „manuellen Modus“ verwenden, um zunächst den wahren „Median“-Wert zu ermitteln und aufzuzeichnen und dann den maximalen und minimalen Winkel einzustellen. Viele fortschrittliche Controller unterstützen das Speichern von Kalibrierungsparametern direkt im Chip, sodass die Hauptsteuerplatine nicht ein für alle Mal neu eingestellt werden muss.

## So legen Sie schnell los

Auf dem Papier ist es leicht zu verstehen, aber ich verrate Ihnen den schnellsten Weg, damit anzufangen: Geben Sie zunächst Dutzende von Dollar aus, um einen 16-Kanal-Servocontroller mit USB-Schnittstelle zu kaufen. Diese Art von Platine kann direkt mit Computersoftware gesteuert werden, ohne dass Code geschrieben werden muss. Man schließt zunächst ein paar Servos an, zieht die Schieberegler in der Software und sieht mit eigenen Augen, wie der Prozess „Befehle senden – Aktionen ausführen“ abläuft. Es dauert nur eine halbe Stunde, um die Beziehung zwischen den Kernkonzepten „Winkelwert“, „Geschwindigkeit“ und „Verzögerung“ zu verstehen.

Suchen Sie ein Kommunikationsprotokolldokument für den Controller und versuchen Sie, einige Befehle mithilfe einer Programmierumgebung zu senden, mit der Sie vertraut sind. Schreiben Sie beispielsweise mithilfe der Bibliothek für serielle Schnittstellen eine Schleife, um das Servo hin und her schwingen zu lassen. Wenn Sie sehen, wie der Code die Maschinerie in der physischen Welt erfolgreich in Bewegung setzt, werden Sie spüren, dass sich die ganze Mühe lohnt. Sobald Sie diese grundlegenden Vorgänge beherrschen, egal ob Sie einen Roboter, einen Futterautomaten oder ein Smart-Home-Gerät bauen, werden Sie nicht mehr das Gefühl haben, dass die Steuerung des Lenkgetriebes ein Stolperstein ist.

Nachdem ich so viel besprochen habe, von der Modellauswahl bis zur Verkabelung, von der Parameteranpassung bis zum Debuggen, besteht der Kern darin, Ihnen dabei zu helfen, die „Steuerung des Servos“ einfach und zuverlässig zu gestalten. Enthält das Produkt, das Sie derzeit planen, ein Gelenk, das eine „präzise Bewegung“ erfordert? Sie können sich jetzt genauso gut einen Controller schnappen und diesen wichtigen Link erobern.