Ebben a bejegyzésben megtudjuk, hogy mi a szervomotor, hogyan működik, hogyan kapcsolódhat a mikrovezérlőhöz, és mitől különleges ez a motor más motoroktól.
Elektronikai rajongóként sokféle motorral találkozhattunk volna, itt megnézzük a szervomotor nevű speciális motorokat.
Mi az a szervomotor?
A szervomotor vagy egyszerűen a szervo egy speciális motor, amelyet a helyzet, a gyorsulás és a sebesség pontos szabályozására terveztek. Az összes többi motorral ellentétben a szervo csak 180 fokos kétirányú elforgatást végez. Mechanikus fogaskerekekkel és dugóval rendelkezik, amelyek korlátozzák a szervo szögelfordulását.
Tipikus szervomotor:
A szervomotorokat robotikában, CCTV kamerákban, RC autókban, csónakokban, jégrepülőgépekben stb. Használják. A szervókat olyan helyeken használják, ahol nincs szükségünk a forgó mozgásra, de rögzítünk egy adott helyzetbe, vagy irányított sebességgel mozgatunk bizonyos terhelést a mozgatható szöghatáron belül.
A szervo nem egyszerűen motor, mint más típusok, de ez egy modul, amely egy normál DC / AC motort, egy fogaskerékcsoportot, vezérlő elektronikát és egy visszacsatoló rendszert kombinál. Nézzük meg részletesen az egyes említett szakaszokat.
A szervomodulon alkalmazott egyenáramú / váltóáramú motor lehet kefe nélküli vagy csiszolt motor, a hobbiszervók többségében egyenáramú motort használnak, és váltakozó áramú motorokat ipari alkalmazásokban használnak. A motor rotációs bemenetet ad a szervónak. A motor a szervo belsejében több száz fordulat / perc sebességgel forog, és a kimeneti forgás kb.
A következő lépés a hajtóműszerelvény, amely a szervo szögelfordulását és sebességét szabályozza. A fogaskerék műanyagból vagy fémből készülhet, attól függően, hogy mekkora a terhelés. Általában az egyenáramú motorok nagy fordulatszámon működnek, és alacsony nyomaték mellett a hajtóműszerelvény a felesleges fordulatszámot nyomatékká alakítja. Így egy kis motor hatalmas terhelést képes kezelni.
A következő lépés a vezérlő elektronika, amely MOSFET-ekből és IC-kből áll a motor forgásának vezérléséhez. A szervomotorokban mindig van visszacsatolási rendszer a működtető egység aktuális helyzetének nyomon követésére.
A szervókban általában a visszacsatolási komponens egy potenciométer, amely közvetlenül kapcsolódik a forgó működtetőhöz. A potenciométer feszültségosztóként működik, amelyet a vezérlő elektronika táplál. Ez a visszacsatolás segíti az elektronika vezérlését a motor teljesítményének meghatározásában.
A rögzített helyzetben lévő szervomotor vonakodik elmozdulni jelenlegi helyzetéből, ha bármilyen külső erő megpróbálja megzavarni. A visszacsatoló rendszer figyeli az aktuális helyzetet és táplálja a motort a külső zavarok ellen.
A fenti eset ugyanaz, amikor a szervo mozgatja a működtetőjét. A vezérlőrendszer kompenzálja a külső erőt és meghatározott sebességgel mozog.
Mostanra már elég sokat tudsz a szervomotorról és annak működési mechanizmusáról. Lássuk, hogyan lehet a szervomotorokat mikrokontrollerrel vezérelni.
A szervomotoroknak 3 kivezetése van, ellentétben a többi motorral, amelyek 2 kivezetéssel rendelkeznek, kettő táplálásra (5 V névleges) és egy vezérlőjelre. A vezetékek színesek a terminálok egyszerű azonosítása érdekében.
A szervók vezérlőjelei PWM 50Hz frekvencián. A jel impulzusszélessége határozza meg a működtető kar helyzetét. Egy tipikus hobbi szervomotor 1–2 milliszekundum impulzusszélességgel működik.
1 ms impulzusszélesség-vezérlőjel alkalmazásával a hajtómű 0 fokos helyzetben marad. 2 ms impulzusszélesség-vezérlőjel alkalmazásával a működtető 180 fokos helyzetben marad. A jelek 1-2 ms között történő alkalmazása 0-180 fokos szögben tartja a működtetőt. Ezt jobban meg lehet érteni az alábbi képen.
Mostanra megértette volna, hogy a szervót hogyan vezérli az impulzusszélesség moduláció (PWM).
Most tanuljuk meg, hogyan kell egy szervomotort összekapcsolni az Arduino-val.
Kördiagramm:
A kábelezés egyszerű és magától értetődő. Külső tápegységre van szüksége, ha terjedelmes szervomotort használ. Ha az arduino tápegységéről próbál áramellátást biztosítani, akkor a számítógép USB-portját túlterheli.
Ha hasonló szervója van, amelyet a cikk elején szemléltetünk, akkor azt az arduino 5V-os tápfeszültségről táplálhatja, amely a szerző prototípusában is látható.
A szerző prototípusa:
Az Arduinónak szervo könyvtárra van szüksége a kezeléséhez, ez megkönnyítette a feladatunkat, és már benne van az Arduino IDE-ben.
Program:
//--------Program developed by R.Girish--------//
#include
Servo motor
int pos = 0
int t=10
void setup()
{
motor.attach(7)
}
void loop()
{
A:
pos=pos+1
motor.write(pos)
delay(t)
if(pos==180) { goto B}
goto A
B:
pos=pos-1
motor.write(pos)
delay(t)
if(pos==0) { goto A}
goto B
}
//--------Program developed by R.Girish--------//
A fenti program a működtetőt 0-180 fokos jobbra és 180-0 fokos balra söpri, és ismétli a ciklust. Ez egy egyszerű program a szervo teszteléséhez, lehet, hogy saját kódot kell írnia a testreszabott alkalmazásokhoz.
Előző: Kétcsöves vízszivattyú szelepvezérlő áramkör Következő: A motorkerékpár feszültségszabályozó vezetékeinek megértése
