O servo está ajustado para 90 graus, mas não consegue girar? Ensine passo a passo como calibrar a posição central e resolver o problema de deflexão

Ei, você também já se deparou com essa situação? Felizmente, escrevi uma linha de código para oservopara girá-lo para 90 graus. Como resultado, ele se moveu para o lado ou permaneceu imóvel. De qualquer forma, simplesmente não conseguiu chegar ao ponto que você queria. Este problema é realmente bastante problemático, especialmente quando se trata de momentos críticos na fabricação de robôs ou modelos. Não se preocupe, o problema provavelmente não é que oservoestá "quebrado", mas perdemos alguns pequenos detalhes durante a configuração. Vamos sentar hoje e explicar este assunto claramente.

Por que a caixa de direção não consegue atingir o ângulo especificado?

A razão mais comum pela qual a caixa de direção não gira com precisão é que há um problema com o sinal. O ângulo doservoé determinado pela largura de pulso do sinal PWM (modulação por largura de pulso) que você envia para ele. Diferentes marcas e modelos de mecanismos de direção podem ter diferentes definições de largura de pulso correspondente a "90 graus". Por exemplo, a “posição neutra” do servo que você está usando pode não ser o padrão de 1,5 milissegundos. Se estiver um pouco errado, o ângulo estará errado. É como se o entendimento de "setenta por cento cheio" de cada pessoa fosse diferente, e a caixa de direção também tivesse seu próprio "temperamento".

Além disso, a tensão instável da fonte de alimentação também causa problemas. A tensão está baixa e o mecanismo de direção não é forte o suficiente. Mesmo que você queira virar para essa posição, ele pode ficar preso no meio do caminho pela estrutura mecânica. Você pode observá-lo. Se o servo continuar balançando em um determinado ângulo, é provável que a fonte de alimentação não consiga acompanhar ou a força nessa posição seja muito grande e não possa ser torcida.

Como calibrar a posição neutra do servo

Agora que sabemos que o problema pode estar na definição, temos que ensiná-lo manualmente onde estão os 90 graus reais. Muitos servos ligeiramente melhores suportam ajuste através de um "modo de calibração". Você precisa verificar o manual do servo para saber como entrar na calibração. Isso geralmente é conseguido enviando um sinal dentro de uma faixa específica no momento da inicialização.

Depois de entrar no modo de calibração, você envia o que pensa ser um sinal de largura de pulso de 1,5 milissegundos e, em seguida, usa uma pequena chave de fenda para girar cuidadosamente o potenciômetro (um pequeno botão) dentro do servo até que o balancim do servo realmente pare na posição física de 90 graus. Este processo requer um pouco de paciência. A amplitude de rotação é muito, muito pequena e você poderá ultrapassá-la se movê-la um pouco. É como girar o botão de um rádio antigo. Você tem que encontrar lentamente a estação que está mais clara para você.

Como converter ângulo e largura de pulso no programa

Quando escrevemos um programa, as funções da biblioteca servo comumente usadas podem permitir que você escreva diretamente o número "90", mas a camada inferior na verdade o converte em um valor específico de largura de pulso. Você precisa descobrir quantos microssegundos de largura de pulso seu programa corresponde a 0 graus e 180 graus. Por exemplo, as configurações comuns são 0 graus correspondendo a 0,5 ms e 180 graus correspondendo a 2,5 ms. Mas o alcance real que seu servo pode reconhecer pode ser de 0,6 ms a 2,4 ms.

Desta forma, a largura de pulso correspondente de 90 graus convertida em seu programa pode ser de 1,5ms, mas este valor excede a faixa efetiva de seu servo, ou se desvia de sua posição neutra. A abordagem correta é primeiro encontrar a faixa real de largura de pulso por meio do manual do servo e, em seguida, modificar os parâmetros correspondentes no programa. Por exemplo, usando a biblioteca Servo, você pode usar.(pino, mínimo, máximo)para definir com precisão os valores mínimo e máximo de largura de pulso.

Como a fonte de alimentação insuficiente afetará a rotação da caixa de direção?

Este é um problema muito sutil, mas extremamente comum. Seu servo pode ser alimentado nominalmente por 6V, mas se você usar uma bateria com energia insuficiente ou fornecer energia diretamente a ele através do pino de 5V na placa de desenvolvimento, isso causará um grande problema. Quando o servo precisa ser girado em 90 graus, mas a carga é um pouco maior, a tensão será reduzida instantaneamente, fazendo com que o "cérebro" do chip de controle do servo tenha uma fonte de alimentação instável, emita instruções incorretas ou até mesmo reinicie diretamente.

O sintoma neste caso é que o servo gira bem quando está descarregado, mas fica preso ou treme assim que algo é carregado ou girado em um determinado ângulo. A solução não é complicada. Basta preparar uma fonte de alimentação de melhor qualidade para o seu servo, como algumas baterias confiáveis ​​ou um módulo estabilizador de tensão que possa produzir corrente suficiente. Separe o cabo de alimentação e o cabo de sinal do servo, conecte o cabo de sinal à placa de desenvolvimento, conecte o cabo de alimentação diretamente à fonte de alimentação externa e conecte o GND (fio terra) em ambos os lados para garantir uma operação estável.

A estrutura mecânica presa levará a um posicionamento impreciso?

Sim, e é um problema físico. Você envia um comando de 90 graus para o servo, e o motor dentro do servo está realmente girando forte, mas se a biela ou balancim que ele aciona for bloqueado por algo antes de atingir 90 graus, então ele só pode parar aí e dizer "Eu tentei o meu melhor, mas realmente não consigo." Com o tempo, não só o posicionamento se tornará impreciso, mas as engrenagens dentro do servo também poderão ser danificadas devido à força exercida.

Portanto, se você encontrar um ângulo de rotação impreciso, não se apresse em alterar o programa primeiro. Mova suavemente sua estrutura mecânica com as mãos para sentir se todo o movimento de 0 a 180 graus é suave. Existe algum ponto que parece particularmente adstringente ou tem um passo "clicável"? Nesse caso, é necessário ajustar o comprimento da biela ou polir as peças presas para garantir que o movimento mecânico em si seja livre e sem interferências.

Qual método de controle da caixa de direção é mais adequado para você?

Existem dois tipos comuns de servos no mercado, um é servo analógico e o outro é servo digital. O servo analógico depende de sinais de pulso contínuos para manter sua posição. Se a largura do pulso fornecida estiver ligeiramente errada ou se o sinal tremer, ele fará um "ajuste fino" próximo a essa posição, que é o que costumamos chamar de "jitter do leme". Há um pequeno processador dentro do servo digital, que irá travar a posição em uma frequência mais alta, responder mais rápido e o posicionamento será mais preciso e estável.

Se o seu projeto requer uma precisão de ângulo relativamente alta, como fazer um pequeno braço robótico ou um gimbal fotográfico, gastar mais dinheiro e escolher um servo digital evitará muitas preocupações. Ele responderá melhor às instruções de 90 graus escritas em seu programa e reduzirá os erros causados ​​pelo próprio sinal de controle difuso. Claro, não importa qual você escolha, a fonte de alimentação e os problemas mecânicos mencionados acima são a base para seu posicionamento preciso.

Depois de tanto falar, aliás, na maioria das vezes quando o servo não está ajustado corretamente, são esses detalhes que causam problemas. Você pode voltar e verificar seu projeto para ver se a fonte de alimentação não está alimentada ou a estrutura mecânica está travada? Você já encontrou um problema de ângulo da caixa de direção particularmente teimoso e como o resolveu no final? Bem-vindo a compartilhar sua experiência na área de comentários para que mais pessoas possam evitar desvios. Se você achar este artigo útil, não esqueça de curtir e compartilhar com seus amigos que jogam eletrônica juntos!