Principio de control PWM del mecanismo de dirección: cómo utilizar la señal PWM para hacer que el mecanismo de dirección gire en ángulo

Muchos amigos encontrarán dolor de cabeza al jugar con robots o fabricar coches inteligentes: ¿Cómo controlar el mecanismo de dirección? Verlo girar parece muy simple, pero una vez que lo pones en tus manos, o no se mueve o se sacude al azar. De hecho, la fuerza impulsora detrás de todo esto es la señal PWM (modulación de ancho de pulso). Hoy lo dividiremos y lo explicaremos claramente, asegurándonos de que lo comprenderá después de leerlo.

¿Por qué elservo¿Necesita señal PWM para controlar?

El mecanismo de dirección es esencialmente un sofisticado "sistema de cumplimiento de posición". Puedes considerarlo como un soldado particularmente obediente. Si le ordenas que gire 45 grados, nunca se detendrá en 30 grados. ¿Cómo emitir este pedido? Lo que se utiliza es un "lenguaje" especial: la señal PWM. Esta señal contiene la información de posición que desea. Después de que la placa de circuito dentro delservoSi se interpreta, impulsará el motor al ángulo correspondiente. Sin esta señal de control estándar, elservono sabe lo que quieres que haga y, naturalmente, no funcionará.

¿Qué secretos se esconden en la señal PWM?

Podemos pensar en la señal PWM como una especie de "código Morse". Es una serie de ondas cuadradas con niveles altos y bajos. Al servo sólo le importa la duración del nivel alto, que es el "ancho de pulso". Normalmente, este ancho de pulso está entre 0,5 milisegundos y 2,5 milisegundos. Por ejemplo, para un servo estándar de 180 grados, si le da un ancho de pulso de 1,5 milisegundos, volverá al centro (90 grados); si le das 0,5 milisegundos, girará hacia un extremo (0 grados); si le das 2,5 milisegundos, girará hacia el otro extremo (180 grados). Verá, al cambiar este pequeño ancho de pulso, le damos diferentes comandos de ángulo al servo.

Cómo usar código para generar PWM para controlar el servo

Los principales controladores del mercado actual, como STM32 o ESP32, tienen funciones de generación PWM integradas muy convenientes. Tomando el más simple, solo necesitas usar una función simple como.escribir (ángulo), y el microcontrolador detrás de él calculará automáticamente el ancho de pulso correspondiente y lo enviará continuamente al servo. No es necesario calcular manualmente esos complicados parámetros del temporizador. Esto nos permite centrarnos más en la implementación de funciones centrales que en los detalles subyacentes para la innovación de productos.

¿Cómo mirar sus parámetros PWM al seleccionar un servo?

Cuando esté listo para elegir un servo para su producto, además de observar el par y la velocidad, sus requisitos de señal PWM son un parámetro clave.️Primero, mira su frecuencia de trabajo.La mayoría de los servos analógicos son de 50 Hz, lo que significa que el ciclo es de 20 milisegundos. Los servos digitales pueden admitir frecuencias más altas.️En segundo lugar, observe el rango de ancho de pulso.Algunos servos tienen una duración de 0,5 ms a 2,5 ms, correspondiente a 0 a 180 grados; algunos pueden ser de 0,9 ms a 2,1 ms. Si utiliza el rango incorrecto, es posible que el servo no pueda alcanzar el ángulo de giro máximo e incluso puede hacer "clic" y dañar los engranajes. Por lo tanto, antes de comprar un servo, debes acudir a la web oficial para descargar su ficha técnica.

¿Qué impacto tiene el suministro de energía inestable en el control PWM?

¡Esto se pasa tan fácilmente por alto! Muchos amigos encuentran que el servo tiembla violentamente o está débil. Su primera reacción suele ser que el código está escrito incorrectamente. De hecho, existe una alta probabilidad de que el suministro de energía no haya mantenido el ritmo. La corriente requerida para el momento en que gira el servo es muy grande. Si el suministro de energía es insuficiente, el voltaje disminuirá. Una vez que el voltaje se vuelve inestable, la forma de onda de la señal PWM emitida por el microcontrolador se distorsionará y el chip dentro del servo también funcionará de manera anormal. Es como una persona hambrienta. Si le pides que corra, definitivamente tropezará. Por lo tanto, es crucial preparar una fuente de alimentación independiente de alta corriente para el servo.

Por qué los servos digitales responden más rápido que los servos analógicos

Quizás tengas curiosidad, ¿por qué son tan populares los servos digitales? El secreto está en la forma en que maneja la señal PWM. El servo analógico recibe una señal PWM una vez, se mueve una vez y luego espera el siguiente ciclo. Hay un "cerebro" más poderoso dentro del servo digital. Después de recibir la señal PWM, impulsará el motor por sí solo a una frecuencia más alta (como 300 Hz). Esto es como un servo analógico escucha un comando una vez por segundo, pero un servo digital escucha un comando una vez y luego lo corrige continuamente muchas veces en ese segundo. Por lo tanto, su velocidad de respuesta, precisión de posicionamiento y fuerza de retención son muy superiores a los servos analógicos.

Después de leer esto, ¿tiene una nueva comprensión del control PWM de servos? Entonces, en los proyectos en los que está trabajando, ¿se ha encontrado alguna vez con una situación en la que el mecanismo de dirección no obedece la orden? ¿Cómo investigaste en ese momento? Bienvenido a compartir su experiencia en el área de comentarios, ¡comunicarnos y progresar juntos! Si crees que este artículo te resulta útil, no olvides darle me gusta y compartirlo con más amigos que lo necesiten.