Учебное пособие по сервоприводу с ШИМ-управлением, которое вы можете сразу понять с помощью видео о принципе управления серво-микроконтроллером

Вы тоже сталкивались с такой ситуацией? Я хочу добавитьсервоприводмоему маленькому изобретению, чтобы оно могло вращаться, но я все еще в замешательстве после долгого просмотра этих сложных видеороликов о принципах управления. Не волнуйтесь, сегодня мы поговорим о микроконтроллерном управлении рулевым механизмом и объясним его самым простым языком.

Как поворачивается рулевой механизм?

Рулевой механизм, прямо скажем, очень послушный моторчик. Вы говорите ему, на какой угол повернуть, и он послушно повернет в это положение, не ленясь. Внутри него есть небольшой секрет: он оснащен так называемым потенциометром, который похож на датчик угла и следит за положением выходного вала.

Когда вы дадите ему команду, его внутренняя схема сравнит текущее положение с запрошенным вами положением. Если его нет на месте, он заставит двигатель вращаться и остановится, когда он окажется. Весь процесс подобен указанию слепому принести чашку. Вы кричите «щелкни влево» и «щелкни вперед», пока он не коснется чашки.

Как микроконтроллер управляет рулевым механизмом?

Микроконтроллер действует как посланник, отвечающий за перевод желаемого угла.сервоприводпревратиться в язык, которыйсервоприводмогу понять. Этот язык называется ШИМ и представляет собой сигнал широтно-импульсной модуляции. Проще говоря, информация передается посредством импульса высокого уровня.

Обычно этот импульс отправляется каждые 20 миллисекунд, а длина высокого уровня определяет угол поворота сервопривода. Например, 1,5 миллисекунды соответствуют среднему положению, 0,5 миллисекунды соответствуют крайнему левому положению, а 2,5 миллисекунды соответствуют крайнему правому положению. Вам нужно только настроить это время в программе, чтобы точно управлять сервоприводом.

Какое оборудование необходимо для управления рулевым механизмом?

Чтобы поиграть с сервоприводом, вам понадобится несколько вещей под рукой. Микроконтроллер — это мозг. Рекомендуется использовать эту удобную для входа доску. Информации в сети много, и ответы на вопросы найти легко. Что касается сервоприводов, то небольшие сервоприводы, такие как SG90, дешевы, надежны и лучше всего подходят для тренировок.

️Особое внимание уделите источнику питания. Когда сервопривод запускается, ток довольно большой. Если микроконтроллер напрямую используется для питания, перезапустить плату будет легко. Лучше всего использовать отдельную батарею для питания сервопривода или добавить большой конденсатор для стабилизации напряжения. Схема подключения также проста: достаточно подключить сигнальную линию к микроконтроллеру, а также подключить провода питания и заземления.

Как написать программу рулевого механизма

Написание программы на самом деле не так загадочно, как вы думаете. Например, у него есть удобный способ реализации определенных функций. Например, напрямую используя готовую библиотеку Servo, вы можете легко запустить сервопривод всего тремя строками кода.

В частности, первая строка кода#Функция заключается во внедрении файлов библиотеки, что обеспечивает необходимую поддержку для последующих операций. Вторая строка, Servo, создает объект сервопривода, что эквивалентно установке эксклюзивного идентификатора сервопривода. Затем используйте .(9) в функции настройки, чтобы указать сигнальный контакт. Таким образом, сервопривод может начать работать согласно заданным инструкциям.

Если вы хотите, чтобы он вращался, используйте команду .write(90), чтобы он повернулся на 90 градусов. Если вы хотите вручную сгенерировать ШИМ-сигнал, это на самом деле несложно. Вам нужно лишь точно рассчитать время, использовать и сотрудничать друг с другом для достижения цели. Ключевым моментом является точный контроль ширины этого импульса.

Как решить проблему, что рулевой механизм продолжает вибрировать?

Самая большая головная боль новичков на дороге – это то, что рулевой механизм продолжает трястись, как будто у них болезнь Паркинсона. Скорее всего это связано с блоком питания. Если ток не может быть подведен, сервопривод будет дергаться. Сначала проверьте источник питания и добавьте в линию питания большой конденсатор. Как правило, эффективным будет конденсатор емкостью 470 микрофарад или выше.

Если он все еще трясется, возможно, в сигнальной линии имеются помехи. Не допускайте перепутывания сигнальных проводов с проводами питания и делайте их как можно короче. Также возможно, что управляющий сигнал в программе нестабилен. Проверьте, строго ли контролируется период импульса, составляющий около 20 миллисекунд. Если позаботиться об этих деталях, сервопривод будет надежным.

Как выбрать подходящий рулевой механизм

На рынке представлено множество типов сервоприводов, и выбрать неправильный – значит выкопать себе яму. Давайте сначала посмотрим на крутящий момент. Это показатель прочности рулевого механизма. Единица измерения — кг·см. Если ваш проект требует поворота нескольких объектов, используйте сервопривод с максимально возможным крутящим моментом. Безопаснее оставить некоторый запас.

Давайте подробнее рассмотрим размер и вес. Для небольших проектов достаточно 9-граммового сервопривода; если проект немного больше, понадобится 20-килограммовый металлический сервопривод. Кроме того, существуют различия между цифровыми и аналоговыми сервоприводами. Цифровые сервоприводы обладают преимуществами быстрого отклика и высокой точности, но они относительно энергоемки. Выбор сервопривода подобен выбору инструмента. Только правильный вариант является самым идеальным. Не покупайте дешевые сервоприводы других марок, иначе в критические моменты возникнут проблемы, которые повлекут за собой неприятности.

К выбору рулевого механизма нужно относиться внимательно и нельзя делать вслепую. Точно так же, как и при выборе лучшего инструмента среди множества, вам необходимо учитывать множество факторов. Не выбирайте сервопривод другого производителя только потому, что он дешевый. В конце концов, качество является ключевым моментом. Цифровые сервоприводы имеют быстрый отклик и высокую точность, что имеет очевидные преимущества в некоторых сценариях, требующих высокой точности. Однако при его использовании также необходимо учитывать функцию энергопотребления. Для проектов разных размеров необходимо точно подобрать вес и размер сервопривода в соответствии с реальной ситуацией. Для небольших проектов используйте 9-граммовые сервоприводы, а для крупных проектов используйте 20-килограммовые металлические сервоприводы. Это может обеспечить плавный ход всего проекта и избежать влияния на ход выполнения из-за проблем с сервоприводами.

Сталкивались ли вы когда-нибудь со странными проблемами при игре с сервоприводом? Добро пожаловать, поделитесь своим опытом в области комментариев и давайте вместе обсудим решения. Если статья окажется для вас полезной, не забудьте поставить ей лайк и поделиться ею с друзьями, которым она нужна!