Ilustração do método de controle de direção de rotação do mecanismo de direção, princípios de rotação para frente e para trás e ajuste de sinal PWM

Você já se deparou com esta situação - segurando umservoe tentando girar no sentido horário, mas ele gira na direção oposta? Não se preocupe, este é realmente um problema que muitos iniciantes encontrarão. Controlando o sentido de rotação doservoé realmente um pouco complicado, mas contanto que você entenda os princípios e métodos, poderá controlá-lo facilmente.

Como controlar a direção de rotação da caixa de direção

O controle do sentido de rotação da caixa de direção é realmente muito simples. Isso pode ser conseguido alterando a largura do pulso do sinal de controle. De modo geral, existe um circuito de referência dentro da caixa de direção, que gera um sinal de referência com período de 20 milissegundos e largura de 1,5 milissegundos. Quando a largura de pulso do seu sinal de controle for superior a 1,5 milissegundos, oservoirá girar em uma direção; quando for inferior a 1,5 milissegundos, ele girará na direção oposta.

Na operação real, você precisa usar um microcontrolador ou servocontrolador para gerar esses sinais PWM. Por exemplo, ao programar, através da função write() da biblioteca Servo, insira um valor de ângulo entre 0 e 180, e o servo se moverá automaticamente para a posição correspondente. 90 graus correspondem a um pulso de 1,5 milissegundos, que é a posição intermediária. Se for inferior a 90 graus, girará em uma direção e, se for superior a 90 graus, girará na outra direção.

Qual é o princípio da rotação para frente e para trás da caixa de direção?

Para entender por que o servo pode girar para frente e para trás, é necessário observar sua estrutura interna. A caixa de direção é composta principalmente por motor DC, conjunto de engrenagens de redução, potenciômetro e circuito de controle. O circuito de controle comparará continuamente o sinal de entrada e o sinal de posição realimentado pelo potenciômetro. Quando houver uma diferença entre os dois, o motor girará até que as posições sejam consistentes.

Durante este processo, o circuito de controle realiza rotação direta e reversa, alterando a polaridade da tensão no motor. Se o sinal de entrada exigir que o servo gire em um determinado ângulo e o ângulo atual for muito pequeno, o circuito fará o motor girar para frente; caso contrário, ele girará inversamente. É como quando você está dirigindo: se você virar o volante para a esquerda, as rodas girarão para a esquerda, e se você virar o volante para a direita, as rodas girarão para a direita. O circuito dentro da caixa de direção é o “motorista” que ajuda você a girar o volante.

Como controlar a direção do servo com código

Usar código para controlar a direção do servo é o método mais comum. Por exemplo, você só precisa importar a biblioteca Servo.h, criar um objeto servo e então usar () para vincular os pinos na função setup(). Na função loop(), use write() para escrever diferentes valores de ângulo para controlar a direção de rotação.

Por exemplo, escreva um código simples: .write(0); atrase por 1 segundo e depois escreva .write(180); e atrasar por 1 segundo. Desta forma, o servo oscilará para frente e para trás entre as duas posições extremas, e você poderá vê-lo claramente girando no sentido horário por um tempo e no sentido anti-horário por um tempo. Se quiser que ele gire lentamente, você pode usar um loop for para alterar gradualmente o valor do ângulo, tão suavemente quanto girar lentamente um volante.

O que fazer se a direção da direção for invertida?

Às vezes você encontrará uma situação em que a direção do servo é invertida. Por exemplo, você quer que o servo gire para a esquerda, mas ele gira para a direita. Geralmente há dois motivos para isso: um é um erro de fiação e o outro é que o mapeamento do ângulo no programa está invertido. Se for um problema de fiação, verifique se o fio de sinal, o fio de alimentação e o fio terra estão conectados corretamente, especialmente para servos analógicos. A conexão incorreta do fio de sinal levará a um controle anormal.

Questões processuais são melhor resolvidas. Se você descobrir que se der 0 graus, ele girará 180 graus, basta fazer uma conversão de mapeamento no código. Por exemplo, defina uma função: int (int ângulo) { 180 - ângulo; } e então chame write((ângulo alvo)). Ou alguns servos suportam o modo reverso, que pode ser configurado durante a inicialização.

Que fatores afetam a direção de rotação da caixa de direção?

Além do sinal de controle, existem vários fatores que afetam o sentido de rotação do servo. A estabilidade da tensão da fonte de alimentação é crítica. Quando a tensão é insuficiente, o servo pode não conseguir girar ou pode vibrar e girar aleatoriamente. Além disso, a frequência do sinal PWM também deve corresponder. Servos padrão geralmente usam 50 Hz, que é um período de 20 milissegundos. Se a frequência não estiver correta, o controle de direção falhará.

As cargas mecânicas também afetam a direção. Se você deixar o servo acionar um objeto pesado, ele poderá ultrapassar ou responder lentamente devido à inércia. Neste momento, é necessário um controle apropriado de aceleração e desaceleração, ou um atraso é adicionado ao programa para permitir que o servo tenha tempo suficiente para se mover para a posição alvo, caso contrário o controle de direção se tornará impreciso.

O que você deve prestar atenção ao controlar a direção da caixa de direção?

Na aplicação prática, há várias considerações a ter em mente. A primeira coisa é não ultrapassar o limite físico do servo. Forçar o servo a um ângulo além da faixa danificará as engrenagens internas. A segunda é evitar a paralisação. Se o servo for girado para a posição extrema e bloqueado por forças externas, o motor continuará a travar e queimar o circuito de acionamento.

Ao adquirir um servo, você também deve considerar o cenário de aplicação. Os servos digitais respondem mais rapidamente que os servos analógicos e possuem maior precisão de controle, tornando-os adequados para projetos que exigem mudanças frequentes de direção. Lembre-se de adicionar um capacitor de filtro adequado ao circuito, especialmente para servos de alta potência. A corrente instantânea na inicialização é muito grande e uma fonte de alimentação estável pode garantir o controle de direção correto.

Que problemas estranhos de direção você encontrou ao trabalhar em projetos com servos? O programa está escrito incorretamente ou a máquina está travada? Bem-vindo a compartilhar sua experiência de capotamento de carro na área de comentários e curtir para que mais amigos vejam este artigo. Talvez o seu problema seja o mesmo que outras pessoas estão enfrentando!