Jak kontrolować samouczek Arduino z serwomotorem: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

Cześć ludzie! witam w moim nowym samouczku, mam nadzieję, że podobał Ci się mój poprzedni instruktażowy "Sterowanie dużym silnikiem krokowym". Dzisiaj zamieszczam ten samouczek informacyjny, który nauczy Cię podstaw dowolnego sterowania serwomotorami, zamieściłem już film o sterowaniu prędkością i kierunkiem silników prądu stałego i silników krokowych, a dziś zaczniemy z serwami i tak skończymy z większością ważnych siłowników, z których może korzystać producent.

Podczas tworzenia tego samouczka staraliśmy się upewnić, że ta instrukcja będzie najlepszym przewodnikiem dla Ciebie, abyś mógł czerpać przyjemność z nauki podstaw sterowania siłownikami, ponieważ nauka procesu pracy siłowników elektronicznych jest tak ważna dla rozwoju projektów. Mamy więc nadzieję, że ta instrukcja zawiera potrzebne dokumenty.

Czego nauczysz się z tej instrukcji:

1. Zdefiniuj zastosowania i potrzeby serwomotorów.
2. Zajrzyj do wnętrza osłony serwomotoru.
3. Zrozum mechanizm serwomotoru.
4. Naucz się elektrycznej części sterującej.
5. Wykonaj odpowiedni schemat połączeń z płytką Arduino.
6. Przetestuj swój pierwszy program sterowania serwomotorami.

Krok 1: Dowiedz się, czym są „serwomotory”

Silniki serwo istnieją od dawna i są wykorzystywane w wielu aplikacjach. Są małe, ale mają duży potencjał i są bardzo energooszczędne, co czyni je doskonałym wyborem do wielu zastosowań.

W przeciwieństwie do silników krokowych i silników prądu stałego, obwód serwo jest wbudowany bezpośrednio w jednostkę silnikową i ma pozycjonowany wał, który zwykle jest wyposażony w przekładnię. Silnik sterowany jest sygnałem elektrycznym, który określa ilość ruchów wału.

Więc stąd definiujemy, że aby zrozumieć, jak działa serwo, musimy zajrzeć pod maskę. Wewnątrz serwomechanizmu (sprawdź powyższe zdjęcia) jest dość prosta konfiguracja:

• Mały silnik prądu stałego
• Potencjometr
• Obwód sterowania.

Silnik jest przymocowany za pomocą kół zębatych do koła sterującego.

Gdy silnik się obraca, zmienia się rezystancja potencjometru, dzięki czemu obwód sterujący może precyzyjnie regulować ilość ruchu i kierunek.

Tak więc, gdy wał silnika znajduje się w żądanym położeniu, moc dostarczana do silnika zostaje zatrzymana.

Krok 2: Jak działa serwomotor

Serwa są sterowane poprzez wysyłanie impulsu elektrycznego o zmiennej szerokości lub modulacji szerokości impulsu (PWM) przez przewód sterujący.

Tak, przypomina mi piny PWM Arduino!

Serwomotor może zwykle obrócić się tylko o 90 ° w dowolnym kierunku, co daje łącznie ruchy 180 ° dotyczące częstotliwości i szerokości impulsu odbieranego przez przewód sterujący.

Serwomotor spodziewa się widzieć impuls co 20 milisekund (ms), a długość impulsu określa, jak daleko obraca się silnik. Na przykład impuls o długości 1,5 ms spowoduje, że silnik obróci się do pozycji 90°. Krótszy niż 1,5ms przesuwa go w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara w kierunku pozycji 0°, a dłuższy niż 1,5ms obróci serwo w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara w kierunku pozycji 180°.

Krok 3: Schemat obwodu (jak podłączyć serwo)

Używam w tym samouczku serwa Carson używanego w samochodach wyścigowych ze względu na wysoki moment obrotowy i metalowe koła zębate, jak wszystkie serwa ma trzy przewody, jeden przewód do sygnału sterującego i dwa przewody do zasilania, które jest 6V DC, ale do testowania ruchy są ok biegnij z 5V DC.

Używam również płytki Arduino Nano, która ma już piny PWM do sterowania sygnałem.

Aby sterować ruchami serwa, użyję potencjometru podłączonego do wejścia analogowego mojego Arduino, a wałek serwa będzie dokładnie taki sam, jak obrót potencjometru.

Przeniosłem się do EasyEDA, aby przygotować schemat obwodu, jest to dość prosta konfiguracja, ponieważ wszystko, czego potrzebujemy, to silnik serwo zasilany z zewnętrznego zasilacza DC 5 V i sterowany przez Arduino Nano za pomocą sygnałów analogowych odbieranych z potencjometru.

Krok 4: Kody i testy

O programie sterującym, w tym samouczku użyjemy biblioteki Arduino, która jest biblioteką serwo pozwalającą na stworzenie instancji serwa, w której należy ustawić pin sterujący wyjściem dla serwa, a w tym przykładzie używamy pinu 9 PWM, a następnie odczytujemy sygnały analogowe z potencjometru poprzez funkcję analogRead z wejścia analogowego A0

Aby sterować serwo musimy użyć funkcji zapisu z obiektu serwo, który otrzyma wartość od 0 do 180, więc konwertujemy wartość analogową od 0 do 1024 (wielkość ADC) na wartość od 0 do 180 za pomocą funkcji mapy. Następnie upuszczamy przekonwertowaną wartość w funkcji write.

Po tym samouczku możesz teraz kontrolować i testować swoje serwomotory i możesz rozwinąć tę wiedzę, aby kontrolować więcej serwomechanizmów w zaawansowanym mechanizmie, takim jak roboty ramion.

To wszystko w tym samouczku.

To był BEE MB od MEGA DAS do zobaczenia następnym razem.