Comience fácilmente con el control inteligente Arduino Servo Gimbal y el seguimiento antivibración

¿También te preguntas cómo hacer que tu robot o cámara se mueva para lograr un control preciso de dónde apuntas y golpeas? Para decirlo sin rodeos, se necesita un "cuello" o "base" que pueda girar con flexibilidad para que elservoPuede girar obedientemente con el sensor o la cámara. Este "cuello" es elservocardán del que vamos a hablar hoy. Puede ayudarle a convertir muchas ideas interesantes en realidad.

¿Qué es unservocardán y ¿por qué deberíamos aprenderlo?

En pocas palabras, un servo cardán es una pequeña plataforma que utiliza una placa de desarrollo para controlar dos o más servos para que puedan girar hacia arriba, abajo, izquierda y derecha sin problemas. Puedes considerarlo como una cabecita inteligente que no solo puede girar, sino que también puede detenerse en un cierto ángulo con precisión. La mayor ventaja de aprenderlo es que puede equiparse con "ojos" para sus diversos proyectos innovadores. Ya sea una cámara de seguimiento facial o un cabezal móvil para un robot, debes confiar en él para lograr un posicionamiento preciso.

De hecho, muchos amigos se encontrarán con un problema al realizar proyectos: quieren que la cámara adopte un ángulo específico o quieren que el brazo robótico agarre algo, pero los motores normales no pueden lograr un posicionamiento preciso en absoluto. El servo cardán simplemente resuelve este problema. Tiene retroalimentación de posición incorporada. Siempre que envíe un comando, puede detenerse de manera constante en 0 grados, 90 grados o 180 grados. Esta función "deténgase donde usted señala" es simplemente un compañero de oro para la realización creativa.

¿Qué materiales se necesitan para hacer un cardán?

No te preocupes, no es nada complicado de preparar. Primero necesitas una placa de desarrollo, como las más comunes UNO o Nano, son como el cerebro de todo el sistema. Luego está el componente central: el mecanismo de dirección. Generalmente, dos servos pequeños de 9g como el SG90 son suficientes. Uno es responsable de la rotación horizontal (lo llamamos eje Pan) y el otro es responsable del cabeceo (llamado eje Tilt). El costo es muy bajo y puedes comprarlo fácilmente en línea.

Además, también necesitarás un soporte de cardán. Puede comprar un kit de acrílico ya hecho por unos pocos dólares y la tienda le proporcionará tornillos y tuercas. Si te gusta hacer cosas con las manos, puedes imprimir una con Lego o en 3D. Finalmente, hay algunos cables DuPont para conectar el servo al servo. En términos de fuente de alimentación, si es un servo pequeño, simplemente use el pin de 5V para alimentar el servo, lo cual es muy conveniente para comenzar.

Cómo conectar el servo al

En realidad, el proceso de conexión es tan simple como construir bloques. Primero, fije los dos servos al soporte del cardán. Tenga cuidado de no instalarlos al revés. Los servos horizontales están instalados en la base y los servos de paso están instalados en la parte que puede oscilar hacia arriba y hacia abajo. Luego saca tu cable DuPont. El servo tiene tres cables: el rojo es el polo positivo de la fuente de alimentación, que está conectado a 5V; marrón o negro es el polo negativo, que está conectado a GND; Naranja o amarillo es el cable de señal, que debe conectarse al pin digital.

Para facilitar la programación posterior, se recomienda conectar la línea de señal del servo horizontal al pin 9 y la línea de señal del servo de paso al pin 10. Este método de conexión es muy común y puede ayudarle a depurar rápidamente. Después de que todo esté conectado, recuerde verificar si los tornillos están apretados, especialmente el balancín del servo. Si está flojo, el cardán temblará cuando gire, afectando la precisión. Después de conectar los cables, se completa la parte de hardware. ¿Es mucho más sencillo de lo que imaginabas?

Cómo escribir el código central

Por fin hemos llegado a la parte más esperada de la programación. No se deje intimidar por el código. La lógica central es en realidad solo unas pocas oraciones. Necesitamos usar la biblioteca Servo incorporada, que se usa especialmente para controlar el servo. Primero introdúzcalo al comienzo del programa y luego cree dos objetos servo, como llamado y. En la función de configuración, use métodos para vincular estos dos objetos a los pines que acabamos de conectar.

El paso clave está en la función de bucle. Puedes escribir algunas instrucciones para que el cardán se mueva automáticamente. Por ejemplo, use un bucle for para aumentar lentamente el ángulo del servo horizontal de 0 a 180 y luego disminuya nuevamente. El servo de paso también puede moverse de esta manera al mismo tiempo. El efecto de escribir de esta manera es que el PTZ escaneará hacia adelante y hacia atrás como si estuviera "patrullando". Si desea que permanezca en un ángulo específico, simplemente escriba .write(90). Una vez que ejecute este código, verá inmediatamente que el cardán se detiene exactamente donde lo desea.

Cómo hacer que el cardán realice un seguimiento automático

Simplemente poder moverse no es suficiente. Permitir que el cardán rastree automáticamente al objetivo es un juego verdaderamente avanzado. Para lograr esto, es necesario agregar un sensor al cardán, como un módulo ultrasónico o una cámara. Tomando el ultrasonido como ejemplo, puede fijar el módulo ultrasónico en el cardán y dejar que explore hacia adelante y hacia atrás. Si detecta un objeto en cualquier dirección, puedes controlar el cardán para que gire en esa dirección.

La idea específica es dejar que el giro/inclinación gire lentamente mientras se lee continuamente el valor de distancia de la onda ultrasónica. Cuando la distancia detectada es inferior a un cierto umbral (como 30 centímetros), significa que hay un objeto delante. En este momento, se registra el ángulo del servo actual y el cardán se alinea en esta dirección. Esto equivale a instalar "orejas" en su cardán, lo que le permitirá escuchar la posición de los objetos circundantes. Si usas una cámara o una Raspberry Pi, puedes incluso lograr el seguimiento facial y el efecto será aún más genial.

Qué hacer si el cardán tiembla y es inestable

El problema más común al jugar con un cardán servo es la fluctuación, que suele deberse a varios motivos. Primero verifique la fuente de alimentación. Si utiliza la salida incorporada de 5 V, manejar dos servos al mismo tiempo puede causar un suministro de energía insuficiente, especialmente cuando los servos se mueven al mismo tiempo. La solución también es muy sencilla. Utilice una fuente de alimentación externa de 5 V para alimentar el servo por separado y simplemente conecte el cable de tierra de la fuente de alimentación externa. Esto puede resolver la mayoría de los problemas de fluctuación.

Otra causa común es la configuración de retraso incorrecta en el código. Si hace que el servo gire demasiado rápido o envía comandos con demasiada frecuencia, el servo no podrá reaccionar y vibrará. La solución es agregar un poco de retraso para darle tiempo al servo a colocarse en su lugar. También está el problema de la estructura física. Compruebe si el balancín y el soporte del servo están sueltos. A veces, utiliza un poco de pegamento termofusible para fijarlo y el efecto será inmediato. A partir de estos pequeños detalles, tu cardán pronto será tan estable como una roca.

Al ver esto, ¿ya te pica y quieres probar algo de inmediato? En sus proyectos creativos, ¿qué funciones interesantes desea más que le ayude a lograr el cardán servo? Bienvenido a dejar un mensaje en el área de comentarios para compartir sus pensamientos y no olvide compartir esta guía introductoria con amigos a su alrededor que estén interesados ​​en el control de robots. ¡Trabajemos juntos para convertir ideas divertidas en realidad!