Tutorial sobre cómo ajustar el ángulo de rotación del mecanismo de dirección a 90 grados para un control preciso del robot

Comprender cómo rotar elservo90 grados en realidad no es tan difícil como crees

Muchos amigos no pueden evitar el pequeño detalle del mecanismo de dirección cuando innovan productos, especialmente cuando trabajan en robots, casas inteligentes o modelos. Pero cuando comencé, quería elservogirar 90 grados, pero descubrí que no era tan obediente. O el ángulo es incorrecto, sigue temblando o incluso se quema. De hecho, la clave para hacer elservoGirar 90 grados con precisión es comprender su temperamento y elegir el método correcto. No lo pienses demasiado complicado, hablemos de ello a fondo hoy.

¿Cómo puede el mecanismo de dirección girar 90 grados con precisión?

Si quieres que el servo gire 90 grados, primero debes entender cómo te escucha. Hay un potenciómetro dentro del servo normal. Es como un pequeño administrador de retroalimentación que le dice al tablero de control "¿hacia dónde me dirijo ahora?" en tiempo real. La señal que le envías en realidad le dice "Oye, muévete a esa posición". Esta señal suele ser una onda PWM, que es una señal de modulación de ancho de pulso. En pocas palabras, le dice al servo el ángulo objetivo cambiando la duración de un nivel alto.

Para los servos estándar, este tiempo de alto nivel generalmente está entre 0,5 milisegundos y 2,5 milisegundos, correspondiente a 0 grados a 180 grados. Entonces, para hacer que gire 90 grados, debes calcular el valor medio, como una señal de alto nivel de aproximadamente 1,5 milisegundos. Por supuesto, el rango de ancho de pulso de diferentes marcas de servos puede ser ligeramente diferente. La forma más segura es consultar el manual técnico de los servos, hay que encontrar los anchos de pulso específicos correspondientes a 0 grados y 180 grados, y luego tomar un valor medio, para que los ángulos sean casi iguales.

¿Cuáles son los beneficios?de girar el mecanismo de dirección 90 grados ?

En su proyecto, puede controlar con precisión el servo para que gire 90 grados, no solo para mostrar sus habilidades, sino porque los beneficios que aporta son reales. Lo más evidente es que los movimientos son limpios y nítidos. Por ejemplo, si haces un brazo robótico, necesitas que recoja algo del punto A y lo coloque en el punto B, girándolo 90 grados en el medio. Si el ángulo no es correcto, perderá el punto o lo sacará. Los ángulos precisos significan que cuando su estructura mecánica realiza tareas, tiene una alta repetibilidad y movimientos suaves, lo que la hace parecer "profesional".

Además, un control preciso también puede prolongar la vida útil del mecanismo de dirección. Si lo piensas bien, si cada comando hace que el servo se detenga en ese ángulo inexacto, el motor siempre estará en un estado calado o corregido, generando mucho calor, alta corriente y un rápido desgaste del engranaje. Cuando consigas colocarlo en su posición con precisión, podrá relajarse inmediatamente y mantener su posición. De esta manera, el servo puede funcionar fácilmente y, naturalmente, ser más duradero y la confiabilidad de su producto también aumentará.

Cómo calcular el ancho del pulso cuando el servo gira 90 grados

Calcular este ancho de pulso es realmente muy simple, tratémoslo como un problema matemático. Como se mencionó hace un momento, el rango de ancho de pulso de la mayoría de los servos es de 0,5 ms a 2,5 ms, correspondiente a 0° a 180°. Este lapso es de 2 ms (2,5-0,5), lo que corresponde a un cambio de 180 grados. Entonces, el cambio de ancho de pulso correspondiente a cada grado es 2 ms dividido por 180°, lo que equivale aproximadamente a 0,011 ms, que son 11 microsegundos.

Por lo tanto, el ancho de pulso correspondiente a 90 grados comienza desde 0,5 ms (0 grados), más 90 veces 11 microsegundos. 90 multiplicado por 0,011 ms equivale a 0,99 ms, más 0,5 ms, el resultado es aproximadamente 1,49 ms. Cuando realmente lo opera, cambia linealmente de 0,5 ms a 2,5 ms. Simplemente ingrese el valor de 1,49 ms en su código de control. Si el rango de su servo es diferente, por ejemplo, 0 grados corresponden a 0,6 ms y 180 grados corresponden a 2,4 ms, use la misma fórmula y vuelva a calcular para asegurarse de que no esté mal.

Cómo escribir el código del programa para girar el mecanismo de dirección 90 grados

Escribir código para controlar el servo para que gire 90 grados es realmente conveniente ahora, especialmente cuando se usa este tipo de plataforma. Si está utilizando el servo SG90 más común, puede llamar directamente a la biblioteca de servos incorporada y hacerlo con solo unas pocas líneas de código. El núcleo es.escribir(90);Esta oración, la función de biblioteca lo ayudará automáticamente a convertir 90 grados en la señal de ancho de pulso correspondiente y enviarla.

Pero si desea controlarlo con mayor precisión, también puede utilizar la salida PWM. Por ejemplo, si está utilizando ESP32 o STM32, puede configurar la frecuencia PWM y el ciclo de trabajo usted mismo. Suponiendo que el período de PWM es de 20 ms (frecuencia de 50 Hz), entonces 90 grados corresponden a un nivel alto de 1,5 ms y el ciclo de trabajo es 1,5/20 = 7,5 %. Si configura directamente el ciclo de trabajo de PWM en 7,5% en el código, el servo girará alrededor de 90 grados. La ventaja de escribirlo usted mismo es que tiene una comprensión más profunda y puede ajustar de manera flexible el rango de ancho de pulso para adaptarse a varios servos no estándar.

¿Cómo ajustar el servo para que gire lentamente a 90 grados sin temblar?

Muchos principiantes se enfrentan a este problema: tan pronto como se da una señal, el servo rebota con un "silbido", que da miedo y tiende a temblar. Si desea que el servo gire a 90 grados de manera lenta y constante, el secreto es "ejecutar pasos" y "agregar retraso". No puede lanzar directamente el ángulo objetivo de 0 a 90, pero en un bucle, deje que el ángulo aumente poco a poco, por ejemplo, aumente 1 grado cada vez y luego agregue un retraso de 10 milisegundos a 20 milisegundos.

De esta manera, el servo se moverá suavemente paso a paso según los pasos que establezcas, sin ningún tipo de brusquedad. Los problemas de fluctuación se deben principalmente a una fuente de alimentación insuficiente o a interferencias de la señal. ️Elprimer pasoes verificar su fuente de alimentación. Cuando el servo funciona, la corriente es muy alta. No comparta la misma corriente débil con el circuito de control. Lo mejor es suministrar energía por separado y compartir el terreno. ️Elel segundo paso espara mantener la línea de señal lo más corta posible. Si tiene que ser largo, puede utilizar un anillo magnético o un pequeño condensador en la línea de señal a tierra para filtrar las interferencias de alta frecuencia.

¿Cómo solucionar el error cuando el mecanismo de dirección gira 90 grados?

Obviamente se calcula que es 1,5 ms, pero cuando me doy la vuelta y miro, está a 5 grados de diferencia. Esto es algo común. Que no cunda el pánico, el error se debe principalmente a dos aspectos: la diferencia de retorno mecánico del propio mecanismo de dirección y la inexactitud de la señal de control. La diferencia de retorno mecánico es causada por el juego del engranaje. Al girar desde la dirección A y desde la dirección B, la posición de parada final será ligeramente diferente. La solución es hacer que el servo alcance el ángulo objetivo desde la misma dirección cada vez durante la programación. Por ejemplo, déjelo girar un poco más pequeño que el objetivo cada vez y luego gírelo hacia el objetivo para eliminar el espacio.

La señal no es precisa porque el ancho del pulso PWM generado por su tablero de control no es tan preciso. Por ejemplo, si desea generar 1,5 ms, la salida medida real es de solo 1,48 ms. Esto requiere que usted haga ajustes finos en el código, es decir, calibración. Puede escribir un programa para girar el servo a los 90 grados teóricos, luego usar una regla para medir el ángulo de desviación real del brazo y luego corregir el valor de ancho de pulso en la dirección opuesta. Intente varias veces encontrar el valor de ancho de pulso que realmente hace que el brazo giratorio sea perpendicular a la carcasa del timón. Escríbalo en su código para que sea recordado en el futuro.

Bien, hemos hablado bastante sobre cómo girar el servo 90 grados. Desde principios hasta códigos, pasando por el ajuste de velocidad y la eliminación de errores, en realidad son todas pequeñas habilidades que puedes dominar probándolas. No sé qué problema con el servo te desconcierta más cuando trabajas en tu propio pequeño proyecto. ¿Hay inquietud, debilidad o el ángulo no se puede ajustar con precisión? Bienvenido a charlar sobre tu experiencia en el área de comentarios, y no olvides darle me gusta y compartirla con tus amigos que también juegan con servos, para que podamos comunicarnos y progresar juntos.