como programar servo motor Como programar servo motor? Três etapas para resolver o tremor e controlar facilmente os ângulos

Você já se deparou com esta situação: você comprou umservoe queria usá-lo em sua pequena invenção, mas quando você o conecta, ele não se move ou vibra loucamente? Não se preocupe, não é queservoestá quebrado, é mais provável que você não tenha encontrado a maneira correta de "se comunicar" com ele. Hoje falaremos sobre como escrever um programa para oservopara que possa obedecer às suas instruções e girá-lo o quanto quiser.

Qual é a causa raiz da vibração da caixa de direção?

Muitos amigos apenas conectaram casualmente os três fios do servo (energia, terra e sinal) à placa de desenvolvimento assim que começaram, e então começaram a duvidar de suas vidas quando viram o servo “se contorcendo”. Na verdade, a causa raiz da vibração do servo é, na maioria das vezes, fonte de alimentação insuficiente. Há um pequeno motor dentro do servo e a corrente instantânea na partida é muito grande. Se a sua fonte de alimentação (como o pino de 5 V na placa) não puder fornecer essa corrente instantânea, a tensão será reduzida, fazendo com que a lógica do chip dentro do servo fique confusa.

Outro motivo comum é que o cabo de sinal não está conectado corretamente ou a frequência do sinal PWM enviada pelo programa está incorreta. O servo controla o ângulo enviando uma largura de pulso específica de 50 vezes por segundo (ou seja, 50 Hz) na linha de sinal. Se você definir outras frequências no programa, o servo não entenderá o que você está dizendo e naturalmente começará a se mover aleatoriamente. Verifique seu código para ver se a frequência PWM não está definida para 50Hz.

Como escolher uma fonte de alimentação estável para o aparelho de direção

Este problema está diretamente relacionado ao fato de o mecanismo de direção poder funcionar normalmente. Se você usar apenas um servo, e for um servo pequeno como 9g, você mal poderá usar o pino de 5V da placa de desenvolvimento para fornecer energia diretamente, mas na verdade é apenas "mal". Para estabilidade do sistema, é altamente recomendável fornecer uma fonte de alimentação separada para o servo. Você precisa de uma fonte de alimentação de 5 V que possa fornecer pelo menos 1 A de corrente, como três baterias secas em série ou um banco de energia para celular mais um módulo de reforço.

Nunca conecte o cabo de alimentação do servo e o cabo de alimentação da placa de desenvolvimento ao contrário, caso contrário, as coisas queimarão. O método de conexão correto é: o fio vermelho (VCC) do servo é conectado ao pólo positivo da sua fonte de alimentação independente, e o fio preto (GND) é conectado ao pólo negativo da fonte de alimentação. Este fio preto deve ser conectado ao GND da placa de desenvolvimento. Isso é chamado de “terreno comum” e é a chave para sinalizar a estabilidade. Muitos novatos irão ignorar esta etapa, fazendo com que a linha de sinal “flutue” e o servo seja desobediente.

Que hardware e software você precisa preparar?

Se você quiser brincar com o servo, você precisa dessas coisas em mãos. Em termos de hardware: um servo (o mais comum é o SG90 ou algo assim), uma placa de desenvolvimento de microcontrolador (Uno é o mais fácil de usar), alguns fios DuPont e uma caixa de bateria ou módulo de energia que pode alimentar o servo. Se for a primeira vez que você joga, Uno é o mais fácil de usar porque sua biblioteca de programação integrada suporta muito bem servos.

Em termos de software, você precisa baixar um IDE, que é gratuito. Após a instalação, selecione o modelo da placa de desenvolvimento e o número da porta serial no menu “Ferramentas”. Aqui está um pequeno truque. Existe um exemplo "Servo" no programa de exemplo do IDE. Abra-o diretamente e você verá o código de controle de servo mais simples. Você só precisa alterar o número do pino da linha de sinal do servo e carregá-lo na placa. O servo deve começar a balançar para frente e para trás. Este é o seu primeiro passo na programação.

Como o sinal de controle é gerado

Vamos nos aprofundar um pouco mais e falar sobre o sinal PWM principal. O nome completo do PWM é modulação por largura de pulso. Para ser franco, há um pulso de alto nível na linha de sinal a cada 20 milissegundos (porque a frequência é de 50 Hz). A duração desse pulso determina o ângulo para o qual o servo girará.

Normalmente, quando a largura do pulso é de 0,5 milissegundos, o servo gira para 0 graus; quando 1,5 milissegundos, ele gira 90 graus; quando são 2,5 milissegundos, ele gira 180 graus. Quando você usa o.write(ângulo)função, ele converterá automaticamente o ângulo na largura de pulso correspondente para você, e você não precisa se preocupar com os detalhes subjacentes. Se você estiver usando outro microcontrolador, como o STM32, pode ser necessário usar um temporizador para gerar você mesmo essa forma de onda PWM precisa. É um pouco mais complicado, mas o princípio é exatamente o mesmo.

Passos para escrever o primeiro programa de controle de servo

Vamos, vamos escrever um programa que possa fazer o servo girar para frente e para trás. O primeiro passo é abrir o IDE e criar um novo projeto. Na segunda etapa, use# no início do código para apresentar a biblioteca servo. O terceiro passo é criar um objeto servo, comoServo;Etapa 4: emconfigurar()função, uso.(9);para declarar que a linha de sinal do servo está conectada ao pino 9.

O quinto passo, que também é a parte central, é escrever sua lógica de controle emlaço()função. Por exemplo, se você quiser que o servo gire primeiro para 0 graus, espere 1 segundo, depois gire para 180 graus, espere 1 segundo. Então o código é:.escrever(0); atraso(1000); .escrever(180); atraso(1000);. É tão simples. Depois de enviar o código, você verá o servo balançar para frente e para trás entre os dois ângulos definidos. No momento em que você conseguiu, você sentiu uma sensação especial de realização?

Alguns dos erros mais comuns cometidos durante a depuração

Com base na minha própria experiência, existem vários erros que são uma “obstáculo” para iniciantes. A primeira é esquecer os “terrenos comuns”. O GND da placa de desenvolvimento e o GND da fonte de alimentação do servo devem ser conectados com fios, caso contrário o sinal de controle será como dados sem sistema de referência e não será totalmente confiável. A segunda é conectar a linha de sinal a um pino que não seja suportado pelo PWM. Apenas os pinos 3, 5, 6, 9, 10 e 11 no Uno suportam saída PWM. Se você conectar ao pino 2 ou 4, o programa será compilado e aprovado, mas o servo não se moverá.

O terceiro erro é pensar que o ângulo do servo deve ser continuamente ajustável. Na verdade, o limite físico de muitos servos é de 0 a 180 graus. Se você escreverescreva(200)no programa, os servos ficarão presos em 180 graus ou farão um som de “clique” e tentarão ultrapassar o limite. Com o tempo, eles queimarão facilmente. Além disso, quando a energia da bateria que alimenta o servo é insuficiente, ele pode ficar fraco, tremer ou parar no meio do caminho. Portanto, quando você encontrar um problema, verifique primeiro a fiação, depois a fonte de alimentação e, por fim, desconfie do código. Essa sequência pode economizar muito tempo.

Você já encontrou algum "evento sobrenatural" ao depurar o servo? Por exemplo, de repente ele começa a desenhar círculos sozinho ou é particularmente sensível à temperatura? Bem-vindo a compartilhar sua experiência na área de comentários e vamos discutir isso juntos. Se desejar obter uma seleção de servos e exemplos de código mais detalhados, você pode pesquisar no site oficial da "Toshiba Semiconductor". Há um grande número de notas de aplicação e designs de referência, que certamente serão um bom auxiliar em sua jornada de desenvolvimento.