Le microcontrôleur ne peut pas piloter le servo ? Apprenez-vous une astuce pour résoudre le problème de la pénurie d'électricité

Hé les amis ! Lorsque vous travaillez sur un projet de robot ou de voiture intelligente, avez-vous déjà rencontré cette chose ennuyeuse : bien que le programme soit écrit correctement, leservomoteursemble n'avoir pas mangé, tremblant après quelques fois puis s'arrêtant, ou tout simplement ne bougeant pas du tout ? Cette situation de « le microcontrôleur ne peut pas piloter leservomoteur" Cela arrivera à presque tous les novices qui jouent duservomoteur. Ne vous inquiétez pas, ce n'est généralement pas que votre code est erroné, mais qu'il y a un problème avec l'alimentation électrique ou la méthode de conduite. Aujourd'hui, nous allons parler de la façon de résoudre ce problème ennuyeux et de redonner de la « force » à votre servo.

Pourquoi le servo descend-il dès qu'il est allumé ?

De nombreux amis branchent le cordon d'alimentation du servo directement sur la broche 5 V du microcontrôleur dès qu'ils démarrent, pensant que c'est le plus pratique. Mais tu sais quoi ? Lorsqu'un servo ordinaire fonctionne, la demande de courant peut atteindre plusieurs centaines de milliampères, voire plus, tandis que la broche de sortie 5 V du microcontrôleur ne peut généralement fournir que des dizaines à un ou deux cents milliampères de courant. C'est comme demander à un petit tuyau d'eau d'entraîner une grande pompe à eau, ce qui abaisse instantanément la pression de l'eau, rendant la tension du microcontrôleur instable, se réinitialisant directement ou le programme s'exécute, et le servo ne peut naturellement pas bouger.

Une autre situation est que vous utilisez une batterie pour alimenter l'ensemble du système, mais la tension de la batterie diminue fortement au moment où le servo est démarré. Imaginez que lorsque le climatiseur de votre maison est allumé, les ampoules diminuent. Le principe est le même. Si cette chute de tension dépasse la plage de fonctionnement du microcontrôleur et de l'appareil à gouverner, le système se déclenchera. Par conséquent, une alimentation électrique insuffisante est le principal responsable de "l'affaissement" de l'appareil à gouverner.

Comment fournir une alimentation séparée au servo ?

Maintenant que nous savons que "l'accaparement de puissance" est à l'origine du problème, le moyen le plus direct est de fournir une "cantine" pour le servo et le microcontrôleur et de manger séparément. Le circuit de commande du microcontrôleur et le circuit d'alimentation de l'appareil à gouverner doivent utiliser deux alimentations indépendantes. Par exemple, le microcontrôleur est alimenté par USB ou par une alimentation 5 V basse consommation, tandis que le servo est directement alimenté par un ensemble de batteries à courant élevé (telles que des batteries nickel-hydrure métallique à 4 cellules ou 2 chaînes de batteries au lithium).

L’avantage de ceci est particulièrement évident. Lorsque le servo tourne vigoureusement, son impact actuel n'affectera que sa propre alimentation. L'alimentation électrique du microcontrôleur est aussi stable qu'une montagne et le programme peut fonctionner de manière stable. Il vous suffit de faire attention à connecter les fils de terre (GND) des deux alimentations ensemble afin que les signaux de commande du microcontrôleur aient un point de référence de tension commun et puissent être transmis avec succès au servo. N'oubliez pas de connecter uniquement le fil de terre. Ne connectez jamais les bornes positives des deux alimentations ensemble.

Est-il nécessaire d'ajouter une carte servo variateur ?

Si vous n'utilisez qu'un petit servo dans votre projet et que l'alimentation de votre microcontrôleur a une marge, vous n'aurez peut-être pas besoin de l'ajouter. Mais dans la plupart des cas, notamment lors de l'utilisation de servos à couple élevé ou de l'utilisation de plusieurs servos en même temps, il est fortement recommandé d'ajouter une carte servo variateur. Ce n'est pas une étape inutile, mais une « assurance » pour votre système.

La carte de servomoteur (comme ce type de module) elle-même dispose d'une interface d'alimentation à courant élevé, qui peut être directement connectée à la batterie pour alimenter le servo. Plus important encore, il isole le contrôle de courant faible du côté du microcontrôleur du courant fort du côté de l'appareil à gouverner via des composants tels que des optocoupleurs. De cette façon, quelle que soit l'ampleur des fluctuations de courant au niveau du servo, votre coûteuse carte de commande principale du microcontrôleur ne sera pas brûlée, ce qui est sûr et sans souci.

Comment choisir la bonne alimentation

Il y a deux paramètres principaux lors du choix d’une alimentation : la tension et le courant. La tension doit correspondre strictement aux spécifications de votre servo. Par exemple, le servo SG90 couramment utilisé est de 5 V et le servo peut être de 6 V à 7,2 V. Le courant doit être calculé en additionnant le courant maximum de tous les servos lorsqu'ils sont bloqués, puis en multipliant par un facteur de sécurité (par exemple 1,5 fois). Par exemple, si un servo a un courant à rotor bloqué de 1 A et que vous en utilisez quatre, l'alimentation doit être capable de produire de manière stable au moins 6 A.

N'essayez pas d'acheter une alimentation de mauvaise qualité avec un courant nominal artificiellement élevé à bas prix. Une alimentation stable avec de petites fluctuations de tension de sortie peut garantir une sortie de couple constante du servo et des mouvements plus précis. De plus, pensez à connecter un condensateur électrolytique de grande capacité (comme 1000 microfarads) en parallèle entre les bornes positives et négatives de l'alimentation du servo. C'est comme un petit réservoir, qui peut absorber efficacement les chocs de courant instantanés et est très utile pour stabiliser la tension.

Comment éviter les retards dans le programme

Maintenant que le matériel est terminé, le logiciel doit être coordonné. Certains amis aiment laisser le servo tourner sous différents angles rapidement et continuellement dans le programme, sans aucun délai. Cela rendra les signaux de servocommande trop denses, le microcontrôleur sera occupé à envoyer des impulsions et la structure mécanique du servo lui-même ne répondra pas aussi rapidement, ce qui provoquera facilement un « étouffement », qui se manifestera par une gigue ou des mouvements bloqués.

La solution est très simple. Après chaque changement de l'angle du servo, ajoutez un petit délai approprié (par exemple 10 à 20 millisecondes) pour permettre un temps de réponse suffisant au servo. Si vous utilisez plusieurs servos, les signaux de commande doivent être répartis uniformément. Ne pressez pas les instructions de contrôle de plusieurs servos en même temps. Si vous échelonnez un peu le temps, l’action sera bien plus fluide.

Comment vérifier s'il y a un problème de logique de programme

Parfois, le problème ne vient pas du matériel, mais de la logique « qui se bat » dans votre code. Par exemple, il y a un long retard dans votre boucle principale ou une tâche qui prend beaucoup de temps (comme attendre qu'un capteur se déclenche). Pendant cette période, le microcontrôleur n'a pas le temps de traiter les signaux d'impulsion continus requis par le servo, et le servo perdra de la puissance et commencera à vibrer car il ne peut pas recevoir le signal.

À ce stade, vous devez vérifier la structure du code. Essayez de ne pas utiliser une fonction sans issue commeretard()dans la boucle principale. Au lieu de cela, utilisez une interruption de minuterie pour générer le signal de commande d'asservissement, ou placez la génération d'impulsions d'asservissement dans l'interruption. De cette façon, peu importe ce que fait le programme principal, l'interruption générera des impulsions à temps et le servo pourra maintenir sa position de manière constante sans perdre la chaîne.

Mes amis, après avoir lu ces points, pensez-vous que le problème « le microcontrôleur ne peut pas piloter le servo » n'est plus si mystérieux ? Repensez à la situation que vous avez rencontrée. S'agit-il principalement d'un problème d'alimentation, d'un problème de pilote ou d'un problème de logique de code ? N'hésitez pas à laisser un message dans la zone de commentaires et à nous dire où votre projet est bloqué. Communiquons ensemble. Au fait, likez-le et partagez-le avec d'autres amis qui se « grattent la tête » !