Серводвигатели - это автономные механические устройства, которые используются для управления машинами с большой точностью. Они используются во многих областях, от игрушек до промышленной автоматизации. Существуют различные типы двигателей, но серводвигатели специально разработаны для определенного углового положения для управления машинами. Обычно серводвигатель используется для управления угловым перемещением от 0 ° до 180 ° и от 0 ° до 90 °. В принцип работы серводвигателя на основе ШИМ ( широтно-импульсная модуляция ) импульсы.
Серводвигатель
Сервомотор, взаимодействующий с микроконтроллером 8051
Серводвигатель - один из наиболее часто используемых двигателей для точного углового перемещения. Преимущество использования серводвигателя заключается в том, что угловое положение двигателя можно контролировать без какого-либо механизма обратной связи. Серводвигатели обычно используются в коммерческое и промышленное применение . Они также широко используются в приводных системах, таких как роботы, самолеты и т. Д.
Взаимодействие серводвигателя с микроконтроллером 8051
Принцип работы и действия серводвигателя Hobby очень прост, он состоит из трех проводов, два из которых (черный и красный) используются для подачи питания, а третий провод используется для подачи управляющего сигнала. Волны с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) используются в качестве сигналов управления, а угловое положение определяется шириной импульса на входе управления. В этой статье мы используем серводвигатель с углом поворота от 0 до 180 °, а угловое положение можно регулировать, изменяя рабочий цикл от 1 мс до 2 мс.
Здесь серводвигатель взаимодействует с 8051 микроконтроллер , черный провод подключен к заземляющему контакту, а двигатель получает питание от красного провода. Управление серводвигателем подключено к порту0 микроконтроллера 8051. Кварцевый генератор 11,0592 МГц используется для подачи тактовых импульсов на микроконтроллер и керамические конденсаторы 22 пФ, используемые для стабилизации работы кристалла. Конденсатор 10 кОм и 10 мкФ используются для подачи питания на микроконтроллер при сбросе.
Управление серводвигателем с помощью углового вращения
Принцип работы серводвигателя в основном зависит от рабочих циклов. В качестве управляющих сигналов используются волны с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Угол поворота определяется шириной импульса управляющего штифта. Здесь серводвигатель используется для угла поворота от 0 до 180 градусов. Мы можем контролировать точное угловое положение, изменяя импульс от 1 мс до 2 мс.
Управление серводвигателем с помощью углового вращения
Программирование серводвигателя с угловым вращением
#включают
Сбит servomotor_pin = P0 ^ 5
Пустая задержка (беззнаковое целое)
Пустота servo_delay (целое число без знака)
Пустая функция()
{
Servomotor_pin = 0x00
Делать
{
// поворачиваем на 0 °
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (50)
Servomotor_pin = 0x00
Задержка (1000)
// поворачиваем на 90 градусов
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (82)
Servomotor_pin = 0x00
Задержка (1000)
// поворачиваем на 180 градусов
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (110)
Servomotor_pin = 0x00
Задержка (1000)
Пока (1)
}
}
Пустая задержка (unsigned int a)
{
Беззнаковое int p
Для (p = 0p
}
Пустота servo_delay (unsigned int a)
{
Беззнаковое int p
Для (p = 0p
}
Принцип работы серводвигателя
Принцип работы серводвигателя в основном зависит от «правила левой руки Флеминга». В основном серводвигатели адаптированы с Двигатели постоянного тока , датчик положения, редуктор и электронная схема. Двигатели постоянного тока получают питание от батареи и работают с высокой скоростью и низким крутящим моментом. Мы собрали вал и шестерню, подключенную к двигателям постоянного тока, после чего мы можем постепенно увеличивать и уменьшать скорость двигателя.
Датчик положения определяет положение вала из его фиксированного положения и отправляет информацию в схему управления. Схема управления соответственно декодирует сигналы от датчика положения и сравнивает фактическое расположение двигателей с предпочтительным положением и, соответственно, управляет направлением вращения двигателя постоянного тока, чтобы получить необходимое положение. Обычно серводвигатель требует от 4,8 В до 6 В постоянного тока.
Управление серводвигателем с помощью команд последовательного порта
Основная цель этого проекта - управлять серводвигателем с помощью персонального компьютера. Для передачи команд в схему требуется одна линия управления от микроконтроллера и линия последовательного ввода от последовательного порта персонального компьютера. Источником синхронизации является кварцевый генератор. Разработана схема серводвигателя, подключенная к компьютеру с помощью последовательного кабеля и переключателя уровня, затем откройте программное обеспечение «Hyper Terminal» на ПК, чтобы выбрать порт компьютера.
Управление серводвигателем с помощью команд последовательного порта
После того, как команды отправляются с персонального компьютера (ПК) на микроконтроллер через гипертерминал с переключателем уровня, микроконтроллер получает эти данные и сравнивает их с заранее заданными данными и генерирует соответствующие сигналы для активации драйвера двигателя, чтобы управлять им на желаемая скорость. Много микроконтроллерные проекты разработан на основе серводвигателя, такого как балансировочные роботы, взлетно-посадочные полосы вертолетов и так далее. Мы можем использовать серводвигатель в целях безопасности, взаимодействуя с беспроводной камерой, поскольку мы можем контролировать отклонение камеры на 360 градусов.
Самобалансирующийся робот
Самобалансирующийся робот способен уравновешивать себя с помощью серводвигателей. Этот робот собран с использованием структурных, механических и электронных компонентов, что дает видимую несбалансированную платформу, которая очень склонна к опрокидыванию при одном выравнивании. Колеса робота могут независимо вращаться двумя способами, которые приводятся в движение серводвигателем. Информация об угле наклона устройства относительно земли будет получена из датчики наклона на устройстве.
Самобалансирующийся робот
Датчик наклона может быть акселерометром, гироскопическим датчиком или ИК датчик (для измерения расстояния до земли). Датчики отправляют информацию в блок управления, который обрабатывает обратную связь, используя базовый алгоритм пропорциональной интегральной производной (PID), чтобы генерировать компенсационные сигналы управления положением для серводвигателей, чтобы сбалансировать устройство.
Применение серводвигателя
- Используется в прессах для резки деталей по размеру.
- Используется на заправочной станции для сахара.
- Он используется в приложениях для маркировки
- Используется система упаковки с функцией случайного тайминга.
- Используется Используется в самолетах
Преимущества серводвигателя
- Если двигатель получает большую нагрузку, драйвер увеличивает ток, подаваемый на катушку двигателя, как усилия, направленные на вращение двигателя. В основном нет сбоя в работе.
- Высокоскоростная работа возможна с помощью серводвигателей.
Это все о принципе работы серводвигателя и взаимодействие с микроконтроллером 8051 .Кроме того, за техническую помощь по этой статье или проекты электроники которые разработаны с использованием устройств сопряжения, таких как RTC, OLED, флэш-память, индивидуальный ЖК-дисплей, сенсорные дисплеи и т. д. Вы можете связаться с нами, оставив свои комментарии в разделе комментариев ниже.
