Programação para controle suave e preciso das mudanças de direção em qualquer ângulo

Ei, amigos que fizeramservoa programação deve ter encontrado este obstáculo: você quer que oservogirar 45 graus, mas em vez disso salta para 90 graus; você quer que o braço mecânico se levante lentamente como uma mão humana, mas ele "assobia" no lugar, o que é assustador. Para ser franco, você simplesmente não sabe como fazer oservomova-se suavemente e com precisão de acordo com o ângulo desejado. Não se preocupe, hoje vamos desmontá-lo e falar sobre como programar o servo para obter mudanças suaves em qualquer ângulo.

Como definir o ângulo da caixa de direção arbitrariamente

Se você quiser controlar o servo como desejar, primeiro você deve entender quem ele escuta. Dentro da caixa de direção existe um pequeno motor e um sistema de feedback composto por um conjunto de engrenagens e um potenciômetro. Ele reconhece apenas um sinal chamado PWM (Pulse Width Modulation). Você pode pensar neste sinal como um comando de “duração de tempo” enviado ao servo.

O método específico deste comando é enviar um pulso de alto nível para a linha de sinal do servo em um período fixo (geralmente 20 milissegundos) por meio de programação. A largura deste pulso, ou seja, a duração do nível alto, determina diretamente onde o eixo de saída do servo para. Alterar a largura deste pulso no programa pode fazer o servo girar em qualquer ângulo desejado.

Que sinais são necessários para controlar o aparelho de direção?

Conforme mencionado anteriormente, o sinal PWM é na verdade uma onda quadrada. Você pode pensar nele como um interruptor muito pontual que liga e desliga rapidamente a cada 20 milissegundos. A chave está na duração de cada ativação, que é a largura do pulso. Para a maioria dos servos, um pulso de 1 milissegundo corresponde a 0 graus, 1,5 milissegundos corresponde a 90 graus e 2 milissegundos corresponde a 180 graus.

Então, se você quiser que o servo gire 45 graus, você precisa que o programa gere um pulso de cerca de 1,25 milissegundos. Se este sinal é gerado com rapidez ou precisão determina diretamente a suavidade e a precisão da posição da caixa de direção. Felizmente, os microcontroladores convencionais atuais, como o STM32, possuem funções de biblioteca prontas para nos ajudar a gerar esses sinais com precisão.

Qual é a relação entre o sinal PWM e o ângulo da caixa de direção?

Esta relação é na verdade uma correspondência individual entre "largura de pulso" e "ângulo de rotação". Simplificando, o servo girará no ângulo correspondente de acordo com a largura do pulso. Geralmente existe uma relação linear entre eles. Você pode pensar nisso como abrir uma torneira. O ângulo de torção (largura do pulso) determina o tamanho do fluxo de água (ângulo do servidor).

No entanto, observe que para diferentes marcas e modelos de servos, esta correspondência pode ser ligeiramente diferente. Por exemplo, em alguns servos, um pulso de 0,5 milissegundos corresponde a 0 graus e um pulso de 2,5 milissegundos corresponde a 180 graus. Portanto, antes de começar a programar, é melhor olhar as informações técnicas do servo e confirmar sua faixa de largura de pulso, para que você possa acertar onde aponta.

É difícil programar a caixa de direção para atingir qualquer ângulo?

Não é difícil dizer isso. O ambiente de programação atual já é muito amigável. Por exemplo, isso pode ser feito com apenas algumas linhas de código. Você só precisa incluir oServo.hbiblioteca, defina um objeto servo e use()para amarrar os pinos e, finalmente, usar oescrever (ângulo)função para preencher o ângulo que você deseja girar (como 117 graus), e o servo girará obedientemente.

Se você deseja obter um efeito suave de 30 a 150 graus lentamente, você precisa usar um loop. Deixe o valor do ângulo começar em 30, aumente um pouco a cada vez, como 1 grau, e então chameescrever()funcionar uma vez, adicionando um pequeno atraso no meio, como 15 milissegundos. Desta forma, o servo se moverá passo a passo e parecerá um movimento contínuo e suave.

️ Passos simples para conseguir movimentos suaves:

1. Use umparaloop para aumentar o ânguloeudo valor inicial ao valor alvo.

2. No loop, use.escrever (eu)para definir o ângulo atual.

3. Adicione um pequeno atraso, comoatraso(15), para controlar a velocidade do movimento.

Qual é a utilidade de mudar a direção em qualquer ângulo?

Isso é de grande utilidade! Está no centro de quase qualquer projeto maker que queira fazer algo acontecer. O exemplo mais típico é a criação de robôs. Por exemplo, se você deseja que um robô de seis pernas levante uma perna graciosamente, você precisa controlar os três servos articulados em suas pernas para se mover em coordenação com um tempo e ângulo específicos.

Outro exemplo é fazer um gimbal de câmera em um carro inteligente. Quando o carro detecta o alvo, o gimbal precisa girar o servo suavemente para que a câmera esteja sempre apontada para o alvo em vez de pular um por um. Há também um braço robótico para pegar itens. Você precisa controlar com precisão o ângulo de cada junta para que a extremidade do braço robótico desenhe um belo arco para evitar obstáculos e agarrar as coisas com precisão.

A quais parâmetros você deve prestar atenção ao comprar uma caixa de direção?

Quando você estiver pronto para crescer e começar a comprar um servo, existem alguns parâmetros aos quais você deve prestar atenção. O primeiro é o torque, que determina a potência da caixa de direção. A unidade geralmente é kg·cm. Se o projeto que você deseja fazer for muito pesado, como levantar um braço robótico, então você precisa escolher um com torque maior.

O segundo é velocidade e precisão. A velocidade é expressa em “segundos/60 graus”, o que significa quantos segundos leva para girar 60 graus. A precisão está relacionada ao fato de o servo poder parar na posição precisa desejada. Para projetos básicos comuns, servos analógicos comuns são suficientes; se você tiver altos requisitos de precisão e velocidade de resposta, poderá considerar servos digitais. É recomendável que você acesse primeiro os sites oficiais desses fabricantes profissionais e veja as comparações de parâmetros servo e os tutoriais que eles fornecem, o que pode ajudá-lo a evitar muitos desvios.

Você já encontrou algum fenômeno particularmente estranho quando controlava o volante? Por exemplo, o servo treme, aquece ou não se move? Venha para a área de comentários para falar sobre suas experiências e vamos compartilhar e evitar armadilhas juntos! Se você achar este artigo útil para você, não se esqueça de curtir e compartilhar com mais amigos ~