El principio de servocontrol PWM explica cómo hacer que el servo gire con precisión a lo largo del ancho de pulso.

Debes haber encontrado esta situación: felizmente instalaste unservoen un robot o producto inteligente y quería que girara en un ángulo preciso. Como resultado, seguía temblando, no podía girar en su lugar o incluso no respondía en absoluto. ¿Cuál es el problema? Nueve de cada diez veces no has comprendido realmente el principio de control de PWM (modulación de ancho de pulso)servo. No se deje intimidar por estas altas letras en inglés. Si los entiendes claramente, tuservoPodrás señalar dónde golpear.

¿Qué es exactamente una señal PWM y por qué puede controlar el servo?

Para decirlo sin rodeos, la señal PWM es una "señal secreta" que utiliza ondas cuadradas para transmitir información. Puedes pensar en ello como usar una linterna para enviar código Morse, excepto que la linterna se enciende y apaga en lugar del voltaje. La razón por la cual el servo puede entender este código depende de una pequeña placa de circuito en su vientre. Esta placa de circuito es como un centinela leal, siempre observando la señal PWM que le envías.

La información clave oculta en esta señal no es qué tan alto es el voltaje ni qué tan rápida es la frecuencia, sino algo llamado "duración de alto nivel", que es el ancho del pulso. El centinela del servo medirá este ancho y luego accionará el motor del servo para girar el eje de salida al ángulo correspondiente según este período de tiempo. Ésta es su lógica subyacente más básica.

¿Cómo determina la duración del alto nivel el ángulo de rotación del mecanismo de dirección?

Para la mayoría de los servos estándar, el "lenguaje universal" que reconocen es una señal PWM con un período de 20 milisegundos. En este ciclo, la duración del nivel alto (es decir, el ancho del pulso) cambia de 0,5 milisegundos a 2,5 milisegundos, correspondiente al rango de rotación del eje de salida del servo de 0 grados a 180 grados.

Da un ejemplo específico y entenderás:

️ Cuando le das al servo una señal de alto nivel que dura 0,5 milisegundos, entiende que va a la posición de 0 grados.

️ Cuando este tiempo sea de 1,5 milisegundos, girará a la posición media de 90 grados.

️ Si dura 2,5 milisegundos, sabe que apunta a 180 grados.

Por lo tanto, solo necesita controlar con precisión el tiempo de este alto nivel y puede ordenar al servo que gire en cualquier ángulo que desee. Todo el proceso es como usar una regla y el tiempo es la escala.

¿Por qué mi servo siempre tiembla al girar?

Este es definitivamente el mayor dolor de cabeza tanto para los novatos como para los veteranos. El servo vibra, como si tartamudearas al hablar. La razón principal es que la señal que se le envía "no es clara". Hay dos situaciones más comunes: primero, la placa de control (por ejemplo) que usas para generar la señal PWM no es lo suficientemente estable, o hay un problema con el código, lo que hace que el nivel alto dure mucho y poco tiempo.

¡Fuente de alimentación insuficiente! El servo requiere una corriente relativamente grande al arrancar y girar. Si la batería o el módulo estabilizador de voltaje no pueden mantener el ritmo, el voltaje disminuirá, lo que provocará que el tablero de control falle o que la señal se distorsione. Es como una persona que trabaja con hambre, sus manos y pies naturalmente temblarán. Por lo tanto, cuando el servo tiembla, no sospeche inmediatamente que está roto. Verifique su fuente de alimentación y su código de control, que a menudo pueden resolver el problema.

Cómo utilizar un microcontrolador para generar rápidamente señales de control del mecanismo de dirección estándar

Hoy en día, los microcontroladores convencionales, por ejemplo, han simplificado enormemente la generación de señales PWM. No necesita calcular manualmente el tiempo sutil de cada nivel alto en absoluto, solo necesita llamar a algunas funciones listas para usar.

Aquí, bibliotecas como Servo.h son tus buenos ayudantes. Todo lo que necesitas es:

1. #Dígale al programa que desea utilizar la función servo.

2. .(9) Conecte la línea de señal del servo al pin No. 9.

3. .write(90) ¡Mira, así de simple! Esta línea de comando hará que el servo gire directamente a 90 grados.

El archivo de biblioteca realiza todo el trabajo complejo de configuración del temporizador y generación de impulsos detrás de escena. Sólo necesitas prestar atención a cuántos títulos escribes y él hará el resto, lo que reduce considerablemente la barrera de entrada.

¿Cuál es la diferencia entre controlar un servo de 180 grados y un servo de rotación continua de 360 ​​grados?

Esto es particularmente fácil de confundir. Mucha gente compra el servo equivocado y luego ajusta el programa incorrectamente. Lo que normalmente llamamos un servo de 180 grados es un "servo de ángulo". Tiene un potenciómetro de retroalimentación en su interior, que puede saber dónde está girando. Si le das un pulso, irá a una posición fija.

El servo giratorio continuo de 360 ​​grados se ve exactamente igual al servo de 180 grados, pero se ha cambiado la estructura interna. Ya no le importa en qué ángulo lo gira, sino que interpreta el ancho del pulso como "velocidad y dirección". También es un pulso de 1,5 milisegundos. Para servos de 180 grados, se detiene en el medio y para servos de 360 ​​grados, se detiene por completo. Si es inferior a 1,5 milisegundos, retrocederá a toda velocidad; si es superior a 1,5 milisegundos, girará hacia adelante a toda velocidad. En pocas palabras, una es la instrucción "adónde ir" y la otra es la instrucción "cómo moverse".

Además del ángulo, ¿qué parámetros clave debo tener en cuenta al elegir un servo?

Sólo comprendiendo los principios de control y eligiendo el mecanismo de dirección adecuado podrá su proyecto tener éxito. Además de determinar si necesita 180 grados o 360 grados, hay dos parámetros clave que debe tener en cuenta: par y velocidad. El par determina qué tan potente es el servo y la unidad suele ser kg·cm, lo que significa cuántos objetos puede tirar el servo a una distancia de 1 cm desde el centro del eje de salida.

Si su brazo robótico necesita levantar objetos pesados, definitivamente no funcionará si el torque es pequeño. La velocidad determina qué tan rápido gira el servo y la unidad es segundos/60 grados. Estos dos parámetros suelen ser contradictorios. El servo más fuerte normalmente gira más lento. Debe encontrar un equilibrio entre fuerza y ​​velocidad en función de las necesidades reales de su proyecto. Por ejemplo, al fabricar un cardán para cámara, la velocidad suave es más importante que la fuerza.

Después de hablar tanto, me pregunto ¿cuál es el problema más extraño o más difícil que te has encontrado al utilizar el mecanismo de dirección? ¡Compártelo en el área de comentarios y veamos si podemos resolverlo usando los principios de los que hablamos hoy! If you find this article useful to you, don’t forget to like it and share it with your friends who are also playing with hardware.