วิธีควบคุม Servo Motor Arduino Tutorial: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

ไงพวก! ยินดีต้อนรับสู่บทช่วยสอนใหม่ของฉัน ฉันหวังว่าคุณจะชอบ "การควบคุมมอเตอร์สเต็ปเปอร์ขนาดใหญ่" ที่สอนได้ก่อนหน้านี้ของฉันแล้ว วันนี้ ' ฉันกำลังโพสต์ข้อมูลการสอนนี้เพื่อสอนพื้นฐานของการควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ ฉันได้โพสต์วิดีโอเกี่ยวกับการควบคุมความเร็วและทิศทางของมอเตอร์กระแสตรงและสเต็ปเปอร์มอเตอร์ และวันนี้เราจะเริ่มด้วยเซอร์โวและวิธีนี้ก็เสร็จเรียบร้อย กับแอคชูเอเตอร์สำคัญส่วนใหญ่ที่ผู้ผลิตสามารถใช้ได้

ในระหว่างการจัดทำบทช่วยสอนนี้ เราพยายามทำให้แน่ใจว่าคำแนะนำนี้จะเป็นแนวทางที่ดีที่สุดสำหรับคุณ เพื่อที่จะได้สนุกกับการเรียนรู้พื้นฐานของการควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ เนื่องจากการเรียนรู้กระบวนการทำงานของแอคทูเอเตอร์อิเล็กทรอนิกส์มีความสำคัญมากสำหรับการพัฒนาโครงการ ดังนั้นเราจึงหวังว่าคำแนะนำนี้มีเอกสารที่จำเป็น

สิ่งที่คุณจะได้เรียนรู้จากคำแนะนำนี้:

1. กำหนดการใช้งานและความต้องการเซอร์โวมอเตอร์
2. ตรวจดูภายในฮูดเซอร์โวมอเตอร์
3. ทำความเข้าใจกลไกเซอร์โวมอเตอร์
4. เรียนรู้ส่วนควบคุมไฟฟ้า
5. สร้างไดอะแกรมการเดินสายไฟที่เหมาะสมกับบอร์ด Arduino
6. ทดสอบโปรแกรมควบคุมเซอร์โวมอเตอร์แรกของคุณ

ขั้นตอนที่ 1: เรียนรู้ว่า "เซอร์โวมอเตอร์" คืออะไร

เซอร์โวมอเตอร์มีมานานแล้วและถูกนำไปใช้งานหลายอย่าง มีขนาดเล็กแต่อัดแน่นและประหยัดพลังงานมาก ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่เหนือกว่าสำหรับการใช้งานหลายประเภท

วงจรเซอร์โวนั้นแตกต่างจากมอเตอร์แบบสเต็ปและ DC ตรงที่วงจรเซอร์โวสร้างขึ้นภายในยูนิตมอเตอร์และมีเพลาที่ปรับตำแหน่งได้ ซึ่งปกติแล้วจะติดตั้งกับเฟือง มอเตอร์ถูกควบคุมด้วยสัญญาณไฟฟ้าซึ่งกำหนดปริมาณการเคลื่อนที่ของเพลา

จากตรงนี้ เราให้คำจำกัดความว่าเพื่อให้เข้าใจว่าเซอร์โวทำงานอย่างไร เราต้องดูภายใต้ประทุน ภายในเซอร์โว (ตรวจสอบภาพด้านบน) มีการตั้งค่าที่ค่อนข้างง่าย:

• มอเตอร์กระแสตรงขนาดเล็ก
• โพเทนชิออมิเตอร์
• วงจรควบคุม.

มอเตอร์ถูกยึดด้วยเฟืองกับล้อควบคุม

ขณะที่มอเตอร์หมุน ความต้านทานของโพเทนชิออมิเตอร์จะเปลี่ยนไป ดังนั้นวงจรควบคุมจึงสามารถควบคุมการเคลื่อนที่และทิศทางได้อย่างแม่นยำ

ดังนั้นเมื่อเพลาของมอเตอร์อยู่ในตำแหน่งที่ต้องการ กำลังที่จ่ายให้กับมอเตอร์จะหยุดลง

ขั้นตอนที่ 2: เซอร์โวมอเตอร์ทำงานอย่างไร

เซอร์โวถูกควบคุมโดยการส่งพัลส์ไฟฟ้าที่มีความกว้างแปรผัน หรือการมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM) ผ่านสายควบคุม

ใช่ มันทำให้ฉันนึกถึงพิน PWM ของ Arduino!

โดยปกติแล้วเซอร์โวมอเตอร์สามารถหมุนได้เพียง 90° ในทิศทางใดทิศทางหนึ่งสำหรับการเคลื่อนที่ทั้งหมด 180° ตามความถี่และความกว้างของพัลส์ที่ได้รับผ่านสายควบคุม

เซอร์โวมอเตอร์คาดว่าจะเห็นพัลส์ทุกๆ 20 มิลลิวินาที (มิลลิวินาที) และความยาวของพัลส์จะเป็นตัวกำหนดว่ามอเตอร์จะหมุนได้ไกลแค่ไหน ตัวอย่างเช่น ชีพจร 1.5ms จะทำให้มอเตอร์หมุนไปที่ตำแหน่ง 90° ระยะที่สั้นกว่า 1.5 มิลลิวินาทีจะเคลื่อนตัวในทิศทางทวนเข็มนาฬิกาไปที่ตำแหน่ง 0 องศา และนานกว่า 1.5 มิลลิวินาทีจะทำให้เซอร์โวหมุนตามเข็มนาฬิกาไปยังตำแหน่ง 180°

ขั้นตอนที่ 3: แผนภาพวงจร (วิธีการต่อสายเซอร์โว)

ฉันกำลังใช้เซอร์โวของ Carson ในบทช่วยสอนนี้สำหรับรถแข่งเนื่องจากแรงบิดสูงและเกียร์โลหะ เช่นเดียวกับเซอร์โวทั้งหมดที่มีสามสาย หนึ่งสายสำหรับสัญญาณควบคุม และสองสายสำหรับจ่ายไฟซึ่งเป็น 6V DC แต่สำหรับการทดสอบ การเคลื่อนไหวก็โอเคกับ 5V DC

ฉันกำลังใช้บอร์ด Arduino Nano ซึ่งมีพิน PWM สำหรับควบคุมสัญญาณอยู่แล้ว

เพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของเซอร์โว ฉันจะใช้โพเทนชิออมิเตอร์ที่ต่ออยู่กับอินพุตแบบอะนาล็อกของ Arduino ของฉัน และเพลาเซอร์โวจะเหมือนกับการหมุนโพเทนชิออมิเตอร์ทุกประการ

ฉันย้ายไปที่ EasyEDA เพื่อเตรียมแผนภาพวงจร มันเป็นการตั้งค่าที่ค่อนข้างง่าย เนื่องจากทั้งหมดที่เราต้องการคือเซอร์โวมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนโดยแหล่งจ่ายไฟ DC 5V ภายนอกและควบคุมโดย Arduino Nano ผ่านสัญญาณแอนะล็อกที่ได้รับจากโพเทนชิออมิเตอร์

ขั้นตอนที่ 4: รหัสและการทดสอบ

เกี่ยวกับโปรแกรมควบคุม ในบทช่วยสอนนี้ เราจะใช้ Arduino Library ซึ่งเป็นไลบรารีเซอร์โวที่อนุญาตให้สร้างอินสแตนซ์ของเซอร์โวซึ่งคุณต้องตั้งค่าพินควบคุมเอาต์พุตสำหรับเซอร์โว และในตัวอย่างนี้ เรากำลังใช้พิน PWM 9 จากนั้น เรากำลังอ่านสัญญาณแอนะล็อกจากโพเทนชิออมิเตอร์ผ่านฟังก์ชัน analogRead จากอินพุตแอนะล็อก A0

ในการควบคุมเซอร์โว เราจำเป็นต้องใช้ฟังก์ชันเขียนจากอ็อบเจกต์เซอร์โวซึ่งได้ค่าตั้งแต่ 0 ถึง 180 ดังนั้นเราจึงแปลงค่าแอนะล็อกซึ่งมีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 1024 (ขนาดของ ADC) เป็นค่าตั้งแต่ 0 ถึง 180 โดยใช้ฟังก์ชันแผนที่ จากนั้นเราวางค่าที่แปลงแล้วลงในฟังก์ชันเขียน

ตามบทช่วยสอนนี้ คุณจะสามารถควบคุมและทดสอบเซอร์โวมอเตอร์ของคุณได้ และคุณสามารถพัฒนาความรู้เหล่านี้เพื่อควบคุมเซอร์โวได้มากขึ้นในกลไกขั้นสูง เช่น แขนหุ่นยนต์

เพียงเท่านี้สำหรับบทช่วยสอนนี้

มันคือ BEE MB จาก MEGA DAS แล้วพบกันใหม่