Cómo controlar múltiples servos con Arduino para resolver fácilmente el problema de la inestabilidad y la fluctuación de la señal

Diviértete: controla fácilmente múltiplesservo¡s y deja que tu creatividad entre en juego!

Muchos amigos se encontrarán con el mismo "problema feliz" cuando empiecen a utilizar dispositivos interactivos o robots: necesitan controlar variosservoEstán en un proyecto, pero las interfaces en la placa les parecen insuficientes, o luego de conectarlas se encuentran con que se mueven atascadas y no obedecen instrucciones. No te preocupes, esto es en realidad un obstáculo por el que pasa todo fabricante. Hoy hablaremos sobre cómo controlar múltiplesservoAl mismo tiempo, usa Steady para hacer que tu pequeño invento esté realmente "vivo".

¿Por qué una placa controla varios servos provocando "peleas"?

Esto comienza con el principio de funcionamiento del mecanismo de dirección. Dispone de un motor en su interior y una resistencia regulable para detectar la posición. Para girar con precisión al ángulo que usted especifica, necesita "ver" la posición actual en todo momento, lo que en realidad requiere una señal de pulso continua para mantenerla. Es más que suficiente para manejar cuando solo controlas uno o dos servos. Pero una vez que el número aumenta, por ejemplo, si desea instalar seis juntas en el robot, comienzan los problemas. El cerebro de un solo subproceso necesita generar continuamente pulsos precisos para cada servo. Cuando hay demasiadas tareas, es fácil "apresurarse", lo que da como resultado señales inestables y el servo temblará naturalmente.

¿Está bien utilizar una biblioteca de mecanismo de dirección?

La biblioteca Servo incorporada es realmente muy conveniente. Puedes activar un servo con solo unas pocas líneas de código. Para controlar dos o tres servos al mismo tiempo, es totalmente capaz en la mayoría de proyectos no profesionales. Su principio es utilizar el temporizador del microcontrolador para generar pulsos silenciosamente en segundo plano. Pero aquí está el problema: un temporizador normalmente sólo puede ocuparse perfectamente de 12 servos (el número específico varía de un chip a otro). Si los servos en su proyecto exceden este número, o necesita usar este temporizador para hacer otras cosas (como generar luces moduladas por onda PWM), entonces el sistema entrará en conflicto. Por lo tanto, está bien usarlo para proyectos pequeños, pero cuando hay más servos, tenemos que cambiar nuestra forma de pensar.

¿Qué debo hacer si quiero controlar muchos servos al mismo tiempo?

Cuando descubra que la biblioteca de servos no es suficiente, o que el número de servos supera los 8 o 10, la solución más confiable es introducir una placa de control de servos, también llamada placa de controlador. Puedes considerarlo como un "preparador" inteligente. Sólo necesitas decirle a esta placa a través de dos cables (protocolo de comunicación I2C): "Giras el servo nº1 a 90 grados y el servo nº2 a 120 grados". Esta placa completa de forma independiente el resto del trabajo pesado de generar pulsos precisos. De esta manera, tendrá total libertad para procesar datos de sensores y realizar operaciones lógicas, y podrá controlar fácilmente hasta 16 servos con una sola placa. A través de la cascada, el número es casi ilimitado.

Cómo cablear y configurar la placa del controlador

Esta pequeña tabla es súper fácil de usar. Primero, conecta la fuente de alimentación: la placa generalmente tiene dos terminales más grandes, V+ y GND, que se utilizan para alimentar el servo. Recuerde conectar una fuente de alimentación externa con potencia suficiente (como una fuente de alimentación conmutada de 5V 10A). No intentes tomar energía del puerto de 5V, de lo contrario se quemará en un instante. Luego, conecte las señales: SCL en la placa está conectado a A5 (placa UNO), SDA está conectado a A4, VCC (fuente de alimentación lógica) está conectado a 5V y GND está conectado entre sí. Finalmente, instale la biblioteca "PWM Servo", ejecute algunas líneas de código de muestra y sus 16 servos podrán obedecerse entre sí. Toda la conexión es tan clara como los bloques de construcción.

¿Cómo proporcionar un suministro de energía estable a tantos servos de forma segura?

Este es el eslabón más crítico de todo el proyecto, directamente relacionado con el éxito o el fracaso y la seguridad. La corriente del mecanismo de dirección es muy grande cuando se arranca y se bloquea. Si varios servos funcionan al mismo tiempo, la corriente instantánea puede llegar a más de diez amperios. Recuerde un principio:Las señales y la motivación deben estar separadas.. Basta con utilizar alimentación USB o batería de 9 V, que es responsable del cerebro. El grupo de dirección debe funcionar mediante una fuente de alimentación independiente de alta potencia. Una forma confiable es comprar una fuente de alimentación conmutada regulada de 5 V. La potencia se calcula según el número de servos (por ejemplo, un servo se calcula como 1A y 10 servos requieren 10A). Conecte los polos positivo y negativo de la fuente de alimentación al extremo de la fuente de alimentación de la placa. Al mismo tiempo, para garantizar una tierra común (la referencia de la señal es consistente), conecte el polo negativo de la fuente de alimentación a GND. De esta forma, su sistema energético se considera estable.

¿Cuáles son las técnicas en programación de software para hacer los movimientos más fluidos?

El hardware está configurado y hay algunos consejos sobre el software. Por ejemplo, si todavía usa la biblioteca Servo para controlar una pequeña cantidad de servos, intente no dejar que todos los servos comiencen a girar al mismo tiempo. Puede agregar un pequeño retraso en el código para permitir que comiencen en secuencia. Esto puede evitar eficazmente el reinicio debido a una corriente de arranque excesiva. Si se usa, puedes aprovechar sus beneficios para lograr una trayectoria de movimiento más suave. Por ejemplo, no saltes directamente el servo de 0 grados a 180 grados. En su lugar, aumente el ángulo poco a poco en el bucle y, con un poco de retraso, podrá crear un efecto suave, como el de un robot que levanta lentamente la mano y gira lentamente la cabeza, haciendo que el trabajo parezca más espiritual.

Espero que estos intercambios puedan ayudarte a resolver el problema de controlar múltiples servos. Me pregunto cuál es el escenario de aplicación de servo más difícil que encuentra cuando trabaja en un proyecto. ¿Quieres darle al robot un andar complejo o quieres que un montón de cosas pequeñas bailen al mismo tiempo? Bienvenido a compartir sus ideas y problemas en el área de comentarios, ¡discutámoslo juntos! Si encuentra útil el contenido, no olvide darle me gusta y compartirlo con más amigos que lo necesiten.