Illustrazione del metodo di controllo della direzione di rotazione dello sterzo, dei principi di rotazione avanti e indietro e della regolazione del segnale PWM

Hai mai riscontrato questa situazione: tenere in mano aservoe provando a girarlo in senso orario, ma gira nella direzione opposta? Non preoccuparti, questo è in realtà un problema che incontreranno molti principianti. Controllare il senso di rotazione delservoè davvero un po' complicato, ma finché ne comprendi i principi e i metodi, puoi controllarlo facilmente.

Come controllare la direzione di rotazione dello sterzo

Il controllo del senso di rotazione dello sterzo è in realtà molto semplice. Può essere ottenuto modificando l'ampiezza dell'impulso del segnale di controllo. In generale, all'interno della scatola dello sterzo è presente un circuito di riferimento che genera un segnale di riferimento con un periodo di 20 millisecondi e un'ampiezza di 1,5 millisecondi. When the pulse width of your control signal is greater than 1.5 milliseconds, theservoruoterà in una direzione; quando è inferiore a 1,5 millisecondi, ruoterà nella direzione opposta.

Nel funzionamento reale, è necessario utilizzare un microcontrollore o un servocontrollore per generare questi segnali PWM. Ad esempio, durante la programmazione, tramite la funzione write() della libreria Servo, inserire un valore angolare compreso tra 0 e 180 e il servo si sposterà automaticamente nella posizione corrispondente. 90 gradi corrispondono a un impulso di 1,5 millisecondi, che è la posizione centrale. Se è inferiore a 90 gradi, girerà in una direzione, se è maggiore di 90 gradi, girerà nell'altra direzione.

Qual è il principio della rotazione avanti e indietro della scatola dello sterzo?

Per capire perché il servo può ruotare in avanti e all'indietro, bisogna guardare la sua struttura interna. La scatola dello sterzo è composta principalmente da motore DC, gruppo riduttore, potenziometro e circuito di controllo. Il circuito di controllo confronterà continuamente il segnale di ingresso e il segnale di posizione restituito dal potenziometro. Quando c'è una differenza tra i due, farà ruotare il motore finché le posizioni non saranno coerenti.

Durante questo processo, il circuito di controllo realizza la rotazione avanti e indietro modificando la polarità della tensione ai capi del motore. Se il segnale di ingresso richiede che il servo ruoti fino a un certo angolo e l'angolo corrente è troppo piccolo, il circuito farà ruotare il motore in avanti; in caso contrario, ruoterà all'inverso. It's just like when you are driving, if you turn the steering wheel to the left, the wheels will turn left, and if you turn the steering wheel right, the wheels will turn right. Il circuito all'interno dello sterzo è il "conducente" che ti aiuta a girare il volante.

Come controllare la direzione del servo con il codice

Usare il codice per controllare la direzione del servo è il metodo più comune. Ad esempio, devi solo importare la libreria Servo.h, creare un oggetto servo e quindi utilizzare () per associare i pin nella funzione setup(). Nella funzione loop(), utilizzare write() per scrivere diversi valori angolari per controllare la direzione di rotazione.

Ad esempio, scrivi un codice semplice: .write(0); ritardare per 1 secondo, quindi scrivere .write(180); e ritardare per 1 secondo. In questo modo, il servo oscillerà avanti e indietro tra le due posizioni estreme, e potrai vederlo chiaramente girare in senso orario per un po' e in senso antiorario per un po'. Se vuoi che giri lentamente, puoi utilizzare un ciclo for per modificare gradualmente il valore dell'angolo, con la stessa fluidità con cui giri lentamente un volante.

Cosa fare se la direzione dello sterzo è invertita?

A volte ti imbatterai in una situazione in cui la direzione del servo è invertita. Ad esempio, vuoi che il servo giri a sinistra, ma gira a destra. Di solito ci sono due ragioni per questo: una è un errore di cablaggio e l'altra è che la mappatura dell'angolo nel programma è invertita. Se si tratta di un problema di cablaggio, controllare se il cavo del segnale, il cavo di alimentazione e il cavo di terra sono collegati correttamente, soprattutto per i servi analogici. Un collegamento errato del cavo del segnale porterà a un controllo anomalo.

Le questioni procedurali sono risolte meglio. Se scopri che se gli dai 0 gradi, ruoterà a 180 gradi, devi solo eseguire una conversione di mappatura nel codice. Ad esempio, definire una funzione: int (int angolo) { 180 - angolo; } e quindi chiamare write((angolo target)). Oppure alcuni servi supportano la modalità inversa, che può essere impostata durante l'inizializzazione.

Quali fattori influenzano la direzione di rotazione della scatola dello sterzo?

Oltre al segnale di controllo, ci sono diversi fattori che influenzano la direzione di rotazione del servo. La stabilità della tensione di alimentazione è fondamentale. Quando la tensione è insufficiente, il servo potrebbe non essere in grado di ruotare o vibrare e ruotare in modo casuale. Inoltre anche la frequenza del segnale PWM deve corrispondere. I servi standard generalmente utilizzano 50 Hz, ovvero un periodo di 20 millisecondi. Se la frequenza non è corretta, il controllo della direzione fallirà.

Anche i carichi meccanici influiscono sullo sterzo. Se si lascia che il servo aziona un oggetto pesante, potrebbe superare il limite o rispondere lentamente a causa dell'inerzia. A questo punto, è necessario un controllo appropriato dell'accelerazione e della decelerazione oppure viene aggiunto un ritardo al programma per consentire al servo di avere tempo sufficiente per spostarsi nella posizione target, altrimenti il ​​controllo della direzione diventerà impreciso.

A cosa dovresti prestare attenzione quando controlli la direzione dello sterzo?

Nell’applicazione pratica, ci sono diverse considerazioni da tenere a mente. La prima cosa è non superare il limite fisico del servo. Forzare il servo ad un angolo oltre la gamma danneggerà gli ingranaggi interni. Il secondo è evitare lo stallo. Se il servo viene ruotato nella posizione estrema e viene bloccato da forze esterne, il motore continuerà a bloccarsi e brucerà il circuito di azionamento.

Quando acquisti un servo, dovresti considerare anche lo scenario applicativo. I servi digitali rispondono più velocemente dei servi analogici e hanno una maggiore precisione di controllo, rendendoli adatti a progetti che richiedono frequenti cambi di direzione. Ricordarsi di aggiungere un condensatore di filtro adatto al circuito, soprattutto per i servi ad alta potenza. La corrente istantanea all'avvio è molto elevata e un'alimentazione stabile può garantire il corretto controllo della direzione.

Quali strani problemi di sterzo hai riscontrato lavorando su progetti con servocomandi? Il programma è scritto male o la macchina è bloccata? Ti invitiamo a condividere la tua esperienza di ribaltamento dell'auto nell'area dei commenti e a dare un Mi piace per consentire a più amici di vedere questo articolo. Forse il tuo problema è lo stesso con cui altri hanno problemi!