Le principe du servocommande PWM explique comment faire tourner le servo avec précision sur la largeur d'impulsion.

Vous avez dû rencontrer cette situation : vous avez heureusement installé unservomoteursur un robot ou un produit intelligent et souhaitait qu'il tourne selon un angle précis. En conséquence, soit il continuait à trembler, soit il ne pouvait pas se mettre en place, ou même il ne répondait pas du tout. Quel est le problème ? Neuf fois sur dix, vous n'avez pas vraiment compris le principe de contrôle du PWM (Pulse width Modulation)servomoteur. Ne soyez pas intimidé par ces grandes lettres anglaises. Si vous les comprenez clairement, votreservomoteursera en mesure d'indiquer où frapper.

Qu'est-ce qu'un signal PWM exactement et pourquoi peut-il commander le servo ?

Pour parler franchement, le signal PWM est un « signal secret » qui utilise des ondes carrées pour transmettre des informations. Vous pouvez y penser comme si vous utilisiez une lampe de poche pour envoyer du code Morse, sauf que la lampe de poche s'allume et s'éteint au lieu de la tension. La raison pour laquelle le servo peut comprendre ce code dépend d'un petit circuit imprimé dans son ventre. Ce circuit imprimé est comme une sentinelle fidèle, surveillant toujours le signal PWM que vous lui envoyez.

Les informations clés cachées dans ce signal ne sont pas la hauteur de la tension, ni la vitesse de la fréquence, mais ce qu'on appelle la « durée de niveau élevé », qui est la largeur d'impulsion. La sentinelle du servo mesurera cette largeur, puis entraînera le moteur du servo pour faire tourner l'arbre de sortie à l'angle correspondant en fonction de cette durée. C’est sa logique sous-jacente la plus fondamentale.

Comment la durée du niveau haut détermine-t-elle l'angle de rotation de l'appareil à gouverner ?

Pour la plupart des servos standards, le « langage universel » qu'ils reconnaissent est un signal PWM d'une période de 20 millisecondes. Dans ce cycle, la durée du niveau haut (c'est-à-dire la largeur d'impulsion) passe de 0,5 millisecondes à 2,5 millisecondes, correspondant à la plage de rotation de l'arbre de sortie du servo de 0 degrés à 180 degrés.

Donnez un exemple précis et vous comprendrez :

️ Lorsque vous donnez au servo un signal de haut niveau d'une durée de 0,5 milliseconde, il comprend qu'il va en position 0 degré.

️ Lorsque ce temps atteint 1,5 millisecondes, il passe à la position médiane de 90 degrés.

️ Si cela dure 2,5 millisecondes, il sait pointer à 180 degrés.

Par conséquent, il vous suffit de contrôler avec précision le temps de ce niveau élevé et vous pouvez commander au servo de tourner à n’importe quel angle comme vous le souhaitez. L’ensemble du processus s’apparente à l’utilisation d’une règle, et le temps constitue l’échelle.

Pourquoi mon servo tremble-t-il toujours lorsque je tourne ?

C’est certainement le plus gros casse-tête pour les débutants et les vétérans. Le servo vibre, tout comme vous bégayez lorsque vous parlez. La raison principale est que le signal qui lui est envoyé n’est « pas clair ». Il existe deux situations les plus courantes : premièrement, la carte de contrôle (par exemple) que vous utilisez pour générer le signal PWM n'est pas assez stable, ou il y a un problème avec le code, ce qui fait que le niveau haut dure pendant une période longue et courte.

Alimentation électrique insuffisante ! Le servo nécessite un courant relativement important lors du démarrage et de la rotation. Si la batterie ou le module de stabilisation de tension ne peut pas suivre, la tension sera abaissée, provoquant un crash de la carte de commande ou une distorsion du signal. C'est comme une personne qui travaille affamée, ses mains et ses pieds trembleront naturellement. Par conséquent, lorsque le servo tremble, ne soupçonnez pas immédiatement qu'il est cassé. Vérifiez votre alimentation électrique et votre code de contrôle, ce qui peut souvent résoudre le problème.

Comment utiliser un microcontrôleur pour générer rapidement des signaux de commande standard de l'appareil à gouverner

De nos jours, les microcontrôleurs grand public, par exemple, ont rendu extrêmement simple la génération de signaux PWM. Vous n'avez pas du tout besoin de calculer manuellement le temps subtil de chaque niveau élevé, il vous suffit d'appeler quelques fonctions prêtes à l'emploi.

Ici, les bibliothèques comme Servo.h sont vos bonnes aides. Tout ce dont vous avez besoin est :

1. #Dites au programme que vous souhaitez utiliser la fonction servo.

2. .(9) Connectez la ligne de signal du servo à la broche n°9.

3. .write(90) Regardez, c'est aussi simple que ça ! Cette ligne de commande fera tourner le servo directement à 90 degrés.

Le fichier de bibliothèque effectue tout le travail complexe de configuration de la minuterie et de génération d'impulsions pour vous en coulisses. Il vous suffit de faire attention au nombre de diplômes que vous écrivez, et cela fera le reste, ce qui abaisse considérablement la barrière d'entrée.

Quelle est la différence entre contrôler un servo à 180 degrés et un servo à rotation continue à 360 degrés ?

C'est particulièrement facile à confondre. Beaucoup de gens achètent le mauvais servo et ajustent ensuite le programme de manière incorrecte. Ce que nous appelons habituellement un servo à 180 degrés est un « servo d'angle ». Il dispose d'un potentiomètre de rétroaction à l'intérieur, qui permet de savoir où il tourne. Si vous lui donnez une impulsion, il ira dans une position fixe.

Le servo à rotation continue à 360 degrés ressemble exactement au servo à 180 degrés, mais la structure interne a été modifiée. Il ne se soucie plus de l'angle vers lequel vous le tournez, mais interprète la largeur d'impulsion comme « vitesse et direction ». C'est aussi une impulsion de 1,5 milliseconde. Pour les servos à 180 degrés, il s'arrête au milieu et pour les servos à 360 degrés, il s'arrête complètement. Si c'est moins de 1,5 millisecondes, il reculera à pleine vitesse ; si elle est supérieure à 1,5 millisecondes, elle tournera vers l'avant à pleine vitesse. Pour faire simple, l’une est l’instruction « où aller » et l’autre est l’instruction « comment se déplacer ».

En plus de l'angle, quels paramètres clés dois-je prendre en compte lors du choix d'un servo ?

Ce n'est qu'en comprenant les principes de contrôle et en choisissant le bon appareil à gouverner que votre projet pourra réussir. En plus de déterminer si vous avez besoin d'un angle de 180 degrés ou de 360 ​​degrés, vous devez prendre en compte deux paramètres clés : le couple et la vitesse. Le couple détermine la puissance du servo, et l'unité est généralement en kg·cm, ce qui signifie le nombre d'objets que le servo peut tirer à une distance de 1 cm du centre de l'arbre de sortie.

Si votre bras robot doit soulever des objets lourds, il ne fonctionnera certainement pas si le couple est faible. La vitesse détermine la vitesse de rotation du servo et l'unité est en secondes/60 degrés. Ces deux paramètres sont souvent contradictoires. Le servo le plus puissant tourne généralement plus lentement. Vous devez trouver un équilibre entre force et vitesse en fonction des besoins réels de votre projet. Par exemple, lors de la fabrication d'un cardan de caméra, la vitesse fluide est plus importante que la force.

Après avoir tant parlé, je me demande quel est le problème le plus étrange ou le plus difficile que vous ayez rencontré lors de l'utilisation de l'appareil à gouverner ? Partagez-le dans la zone de commentaires et voyons si nous pouvons le résoudre en utilisant les principes dont nous avons parlé aujourd'hui ! Si vous trouvez cet article utile, n’oubliez pas de l’aimer et de le partager avec vos amis qui jouent également avec du matériel.