Serwomotory to niezależne urządzenia mechaniczne, które służą do sterowania maszynami z dużą precyzją. Można je znaleźć w wielu zastosowaniach, od zabawek po automatykę przemysłową. Istnieją różne rodzaje silników, ale serwomotory są specjalnie zaprojektowane do określonego położenia kątowego do sterowania maszynami. Zwykle do sterowania ruchem kątowym w zakresie od 0 ° do 180 ° i 0 ° do 90 ° służy serwomotor. Plik Zasada działania silnika serwo na podstawie PWM ( Modulacja szerokości impulsów ) impulsy.
Siłownik
Połączenie serwomotoru z mikrokontrolerem 8051
Silnik serwo jest jednym z najczęściej używanych silników do precyzyjnego ruchu kątowego. Zaletą stosowania serwomotoru jest to, że położenie kątowe silnika można kontrolować bez żadnego mechanizmu sprzężenia zwrotnego. Serwomotory są zwykle używane w zastosowania komercyjne i przemysłowe . Znajdują również szerokie zastosowanie, np. W układach napędowych, takich jak roboty, samoloty itp.
Połączenie silnika serwo z mikrokontrolerem 8051
Zasada działania i obsługi serwomotoru Hobby jest bardzo prosta, składał się z trzech przewodów, z których dwa (czarny i czerwony) służyły do zasilania, a trzeci do dostarczania sygnału sterującego. Fale z modulacją szerokości impulsu (PWM) są używane jako sygnały sterujące, a położenie kątowe jest określone przez szerokość impulsu na wejściu sterującym. W tym artykule używamy serwomotoru o kącie obrotu od 0 do 180 °, a położenie kątowe można kontrolować, zmieniając cykle pracy w zakresie od 1 ms do 2 ms.
Tutaj współpracuje serwomotor Mikrokontroler 8051 , czarny przewód podłączony do bolca uziemienia, a silnik pobiera moc z czerwonego przewodu. Sterowanie serwomotorem podłączonym do portu 0 mikrokontrolera 8051. Oscylator kwarcowy 11,0592 MHz służy do dostarczania taktowania zegara do mikrokontrolera i kondensatorów ceramicznych 22pf używanych do stabilizacji pracy kryształu. Kondensatory 10 kΩ i 10 uf służą do zapewnienia zasilania przy resetowaniu mikrokontrolera.
Sterowanie serwomotorem z obrotami kątowymi
Zasada działania silnika serwo zależy głównie od cykli pracy. Wykorzystuje fale z modulacją szerokości impulsu (PWM) jako sygnały sterujące. Kąt obrotu jest określony przez szerokość impulsu kołka sterującego. Tutaj serwomotor używany do kąta obrotu od 0 do 180 stopni. Możemy kontrolować dokładną pozycję kątową, zmieniając impuls w zakresie od 1 ms do 2 ms.
Sterowanie serwomotorem z obrotami kątowymi
Programowanie serwomotoru z obrotami kątowymi
#zawierać
Sbit servomotor_pin = P0 ^ 5
Void delay (unsigned int)
Void servo_delay (unsigned int)
Void main ()
{
Servomotor_pin = 0x00
Zrobić
{
// obróć do 0 °
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (50)
Servomotor_pin = 0x00
Opóźnienie (1000)
// obróć o 90 stopni
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (82)
Servomotor_pin = 0x00
Opóźnienie (1000)
// obróć o 180 stopni
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (110)
Servomotor_pin = 0x00
Opóźnienie (1000)
Podczas gdy (1)
}
}
Void delay (unsigned int a)
{
Unsigned int p
Dla (p = 0p
}
Void servo_delay (unsigned int a)
{
Unsigned int p
Dla (p = 0p
}
Zasada działania serwomotoru
Zasada działania serwomotoru zależy głównie od „reguły Fleminga lewej ręki”. Zasadniczo silniki serwo są przystosowane z Silniki prądu stałego , czujnik położenia, reduktor biegów i obwód elektroniczny. Silniki prądu stałego są zasilane z akumulatora i pracują z dużą prędkością i niskim momentem obrotowym. Zmontowaliśmy wał i przekładnię podłączone do silników prądu stałego, po czym możemy stopniowo zwiększać i zmniejszać prędkość silnika.
Czujnik położenia wykrywa położenie wału z jego ustalonego położenia i przesyła informacje do obwodu sterującego. Obwód sterujący odpowiednio dekoduje sygnały z czujnika położenia i porównuje rzeczywistą lokalizację silników z preferowanym położeniem i odpowiednio steruje kierunkiem obrotu silnika prądu stałego, aby uzyskać wymagane położenie. Zasadniczo serwomotor wymaga zasilania prądem stałym od 4,8 V do 6 V.
Sterowanie serwomotorem za pomocą poleceń portu szeregowego
Głównym celem tego projektu jest sterowanie serwomotorem za pomocą komputera osobistego. Wymaga pojedynczej linii sterującej z mikrokontrolera i szeregowej linii wejściowej, z portu szeregowego komputera osobistego do wysyłania poleceń do obwodu. Źródłem taktowania jest oscylator kwarcowy. Zaprojektowany obwód serwomotoru połączony z komputerem za pomocą kabla szeregowego i przełącznika poziomu, a następnie uruchom oprogramowanie „Hyper Terminal” na komputerze PC, aby wybrać port komputera.
Sterowanie serwomotorem za pomocą poleceń portu szeregowego
Po wysłaniu poleceń z komputera osobistego (PC) do mikrokontrolera przez hiperterminal z przesuwnikiem poziomu, mikrokontroler uzyskuje te dane i porównuje je z predefiniowanymi danymi i generuje odpowiednie sygnały, aby aktywować sterownik silnika do kierowania nim na żądana prędkość. Wiele projekty mikrokontrolerów opracowany w oparciu o serwomotor, taki jak roboty wyważające, helikoptery pasa startowego i tak dalej. Możemy użyć serwomotoru ze względów bezpieczeństwa, łącząc się z kamerą bezprzewodową, ponieważ możemy sterować kamerą 360.
Samobalansujący robot
Samobalansujący robot jest w stanie samoczynnie wyważać za pomocą serwomotorów. Ten robot został zmontowany przy użyciu elementów konstrukcyjnych, mechanicznych i elektronicznych, które tworzą widocznie niezrównoważoną platformę, która jest wysoce podatna na przechylanie w jednym ustawieniu. Koła robota mogą niezależnie obracać się na dwa sposoby, które są napędzane przez silnik serwo. Informacje o kącie ustawienia urządzenia względem podłoża uzyskamy z czujniki pochylenia na urządzeniu.
Samobalansujący robot
Czujnik pochylenia może być akcelerometrem, czujnikiem żyroskopowym lub Czujnik podczerwieni (na odległość do ziemi). Czujniki przesyłają informacje do jednostki sterującej, która przetwarza sprzężenie zwrotne za pomocą podstawowego algorytmu proporcjonalnego, całkującego i różniczkującego (PID) w celu wygenerowania sygnałów sterujących położeniem kompensacji do serwomotorów w celu zrównoważenia urządzenia.
Zastosowania serwomotorów
- Jest stosowany w prasach do przycinania elementów na wymiar
- Jest używany na stacji Cukru
- Jest używany w aplikacjach do etykietowania
- Jest używany system pakowania z funkcją losowego pomiaru czasu
- Jest używany w samolotach
Zalety serwomotoru
- Jeśli silnik zostanie mocno obciążony, sterownik zwiększy prąd do cewki silnika, próbując obrócić silnik. Przede wszystkim nie ma stanu poza krokiem.
- Serwomotory umożliwiają pracę z dużą prędkością.
Chodzi o zasadę działania serwomotoru i współpracujący z mikrokontrolerem 8051 Ponadto w celu uzyskania pomocy technicznej dotyczącej tego artykułu lub projekty elektroniczne które są zaprojektowane przy użyciu urządzeń interfejsowych, takich jak RTC, OLED, pamięć flash, niestandardowy wyświetlacz LCD, ekrany dotykowe itp. Możesz skontaktować się z nami, wpisując swoje uwagi w sekcji komentarzy poniżej.
