Servo Motor Control: A Complete Guide ಸರ್ವೋ ಮೋಟಾರ್ ನಿಯಂತ್ರಣ: ಒಂದು ಪೂರ್ಣ ಗೈಡ್

Servo Motor Control: A Complete Guide

ಮುಖ್ಯ ಕಲಿಕೆಗಳು:

Servo Motor Control Defined: ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ಎಂದರೆ, ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ ಮೋಟರ್ ಸ್ಥಿತಿ, ವೇಗ, ಮತ್ತು ತ್ವರಣವನ್ನು ದೃಢವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು.

Feedback Mechanism: ಪೋಟೆನ್ಶಿಯೋಮೀಟರ್ ಅಥವಾ ಎಂಕೋಡರ್ ರೂಪದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಮೋಟರ್‌ನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ನಿಯಂತ್ರಣ ಇನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಹೊಂದಿದ್ದು ಸರಿಯಾದ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

PWM Signal: ಪಲ್ಸ್-ವೈಡ್ಥ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ (PWM) ಸರ್ವೋದ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ವೇರಿಯಬಲ್ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಿಕಲ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳ ಉದ್ದದ ಮೂಲಕ ಸೆಟ್ ಮಾಡಲು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.

Arduino and Servo Motors: ಅರ್ಡುಯಿನೋ ಬೋರ್ಡ್ ಬಳಸುವುದು ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರೋಗ್ರಾಮ್ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಜನಪ್ರಿಯ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕಾರಿ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ, ಇದರ ಮೂಲಕ ಸ್ವಲ್ಪ ಹಾರ್ಡ್ವೆಯರ್ ಸೆಟ್­ಅಪ್ ಮಾತ್ರ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

Applications of Servo Motors: ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್‌ಗಳು ಯಂತ್ರರೋಬೋಟಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಸ್ವಚಾಲಿತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಂತಹ ಯಾವುದೇ ಪ್ರೋಜೆಕ್ಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಸರಿಯಾದ ಸ್ಥಾನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಅಗತ್ಯವಿದ್ದು, ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್‌ಗಳು ಅನಿವಾರ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್ ಎಂದರೆ ಚಕ್ರಣ ಮತ್ತು ಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ ಮೋಟರ್. ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯ DC ಮೋಟರ್‌ಗಿಂತ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿ ಬಂದಿರುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಲಕ್ಷಣವು ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್‌ಗಳನ್ನು ರೋಬೋಟಿಕ್ಸ್, ಸ್ವಚಾಲನ ಮತ್ತು ಶೌಕ ಪ್ರೋಜೆಕ್ಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಉತ್ತಮವಾಗಿದೆ.

ಈ ಲೇಖನವು ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ವಿವಿಧ ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್ ವಿಧಗಳು, ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ನಿಯಂತ್ರಣ ವಿಧಾನಗಳು ಮತ್ತು ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್ ಅನ್ವಯಗಳ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಜೆಕ್ಟ್‌ಗಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

What is a Servo Motor?

ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್ ಎಂದರೆ ಸ್ಥಾನ (ಕೋನ), ವೇಗ, ಮತ್ತು ತ್ವರಣದ ಶುದ್ಧ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮಾಡಲು ಅನುಕೂಲವಾದ ಏಕೀಕರಣ. ಸಾಮಾನ್ಯ ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್ ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ: DC ಮೋಟರ್, ನಿಯಂತ್ರಣ ಸರ್ಕ್ಯುಯಿಟ್, ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಉಪಕರಣ.

DC ಮೋಟರ್ ಸರ್ವೋನ್ನು ಶಕ್ತಿ ನೀಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗೀರ್‌ಗಳಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಇದು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಷಾಫ್ಟ್‌ನ ವೇಗವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು ಟಾರ್ಕ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಆઉಟ್‌ಪುಟ್ ಷಾಫ್ಟ್ ಸರ್ವೋದ ಯಾವುದೇ ಭಾರವನ್ನು ಚಲಿಸುವ ಭಾಗವಾಗಿದೆ.

ನಿಯಂತ್ರಣ ಸರ್ಕ್ಯುಯಿಟ್ ಬಾಹ್ಯ ನಿಯಂತ್ರಕದಿಂದ ಸಿಗುವ ಇನ್‌ನ್‌ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಸೆಸ್ ಮಾಡುವುದು ಜವಾಬ್ದಾರಿ ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳು ಸರ್ವೋಗೆ ಯಾವ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು, ವೇಗವನ್ನು ಅಥವಾ ದಿಕ್ಕಿನ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸಬೇಕೆಂದು ಹೇಳುತ್ತವೆ. ನಿಯಂತ್ರಣ ಸರ್ಕ್ಯುಯಿಟ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ DC ಮೋಟರ್ ನ್ನು ಡ್ರೈವ್ ಮಾಡಲು ಶಕ್ತಿ ನೀಡುತ್ತದೆ.

ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಉಪಕರಣವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪೋಟೆನ್ಶಿಯೋಮೀಟರ್ ಅಥವಾ ಎಂಕೋಡರ್ ರೂಪದಲ್ಲಿದೆ, ಇದು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಷಾಫ್ಟ್‌ನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಮಾಪಿಸುತ್ತದೆ.

ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಉಪಕರಣವು ಸ್ಥಿತಿ ಡೇಟಾನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಣ ಸರ್ಕ್ಯುಯಿಟ್‌ಗೆ ಹಿಂತಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ನಂತರ ಡಿಸಿ ಮೋಟರ್‌ನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇನ್‌ನ್‌ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸುತ್ತದೆ.

ನಿಯಂತ್ರಣ ಸರ್ಕ್ಯುಯಿಟ್ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಉಪಕರಣ ನಡುವಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಲೂಪ್ ಸರ್ವೋ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಚಲಿಸಿ ಮತ್ತು ನಿರ್ಧಾರಿತ ಮಾಡುವ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ನಿಲಿಪಿಸುವುದನ್ನು ಖಚಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

How to Control a Servo Motor?

ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್‌ನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು, ಪಲ್ಸ್-ವೈಡ್ಥ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ (PWM) ಸಿಗ್ನಲ್ ಸರ್ವೋದ ಸಿಗ್ನಲ್ ಲೈನ್ ಗೆ ನೀಡುವುದು ಆವಶ್ಯಕ. PWM ಎಂದರೆ ಸಿಗ್ನಲ್ನ್ನು ಹ್ಯಾಂಟಿ ಮತ್ತು ಆಫ್ ಮಾಡಿ ವೇಗವಾಗಿ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವ ವಿಧಾನ. ಪಲ್ಸ್‌ಗಳ ವೈಡ್ಥವು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಷಾಫ್ಟ್‌ನ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧಿಷ್ಟಪಡಿಸುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 1.5 ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡ್ ಪಲ್ಸ್ ವೈಡ್ಥದೊಂದಿಗೆ PWM ಸಿಗ್ನಲ್ ನೀಡಿದಾಗ, ಸರ್ವೋ ನ್ಯೂಟ್ರಲ್ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು (90 ಡಿಗ್ರೀ) ಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ.

1 ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡ್ ಪಲ್ಸ್ ವೈಡ್ಥದೊಂದಿಗೆ PWM ಸಿಗ್ನಲ್ ನೀಡಿದಾಗ, ಸರ್ವೋ ಕನಿಷ್ಠ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು (0 ಡಿಗ್ರೀ) ಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. 2 ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡ್ ಪಲ್ಸ್ ವೈಡ್ಥದೊಂದಿಗೆ PWM ಸಿಗ್ನಲ್ ನೀಡಿದಾಗ, ಸರ್ವೋ ಗರಿಷ್ಠ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು (180 ಡಿಗ್ರೀ) ಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ.

PWM ಸಿಗ್ನಲ್ 50 Hz ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು 20 ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡ್ ನ ಪ್ರತಿ ಪುನರಾವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಪಲ್ಸ್ ವೈಡ್ಥವು ಈ ಕಾಲದಲ್ಲಿ 1 ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡ್ ರಿಂದ 2 ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡ್ ರವರೆಗೆ ಬದಲಾಗಬಹುದು.

PWM ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ್ನು ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ರಚಿಸುವುದು ಮತ್ತು ನೀಡುವುದು ಅನೇಕ ವಿಧಾನಗಳಿವೆ. ಕೆಲವು ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧಾನಗಳು:

ಅರ್ಡುಯಿನೋ ಬೋರ್ಡ್ ಅಥವಾ ಇತರ ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್ ಬಳಸುವುದು

ಪೋಟೆನ್ಶಿಯೋಮೀಟರ್ ಅಥವಾ ಇತರ ಐನಲಜ್ ಸೆನ್ಸರ್ ಬಳಸುವುದು

ಜಾಯಸ್ಟಿಕ್ ಅಥವಾ ಇತರ ಡಿಜಿಟಲ್ ಇನ್‌ನ್‌ಪುಟ್ ಉಪಕರಣ ಬಳಸುವುದು

ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸರ್ವೋ ನಿಯಂತ್ರಕ ಅಥವಾ ಡ್ರೈವರ್ ಬಳಸುವುದು

ನಂತರದ ವಿಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ, ನಾವು ಈ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ವಿಧಾನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ವಿವರವಾಗಿ ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತೇವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದರ ಕೆಲವು ಉದಾಹರಣೆಗಳನ್ನು ನೋಡುತ್ತೇವೆ.

Controlling a Servo Motor with Arduino

ಅರ್ಡುಯಿನೋ ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್‌ಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಜನಪ್ರಿಯ ಪ್ಲಾಟ್‌ಫಾರ್ಮ್ಗಳಲ್ಲಿದೆ. ಅರ್ಡುಯಿನೋ ಬೋರ್ಡ್‌ಗಳು ಸರ್ವೋಗಳಿಗೆ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ್ನು ನೀಡಲು ಬಿಲ್ಡ್-ಇನ್ ಪಿಎನ್ಎನ್ ಆઉಟ್‌ಪುಟ್ ಹೊಂದಿದೆ. ಅರ್ಡುಯಿನೋ ಸರ್ವೋ ಲೈಬ್ರರಿಯು ಸರ್ವೋ ನಿಯಂತ್ರಣಕ್ಕೆ ಕೋಡ್ ಬರೆಯುವುದು ಸುಲಭವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಅರ್ಡುಯಿನೋ ಬಳಸಿ ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು, ನೀವು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಬೇಕು:

ಅರ್ಡುಯಿನೋ ಬೋರ್ಡ್ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಅರ್ಡುಯಿನೋ UNO)

ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ SG90)

ಜಂಪರ್ ವೈರ್ಸ್

ಬ್ರೆಡ್ಬೋರ್ಡ್ (ವಿಕಲ್ಪ)

ಸರ್ವೋದ ರೆಡ್ ವೈರ್ ಅರ್ಡುಯಿನೋ ಬೋರ್ಡ್‌ನ 5V ಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸರ್ವೋದ ಬ್ಲಾಕ್ ವೈರ್ ಅರ್ಡುಯಿನೋ ಬೋರ್ಡ್‌ನ GND ಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸರ್ವೋದ ವೈಟ್ ವೈರ್ ಅರ್ಡುಯಿನೋ ಬೋರ್ಡ್‌ನ ಪಿನ್ 9 ಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅರ್ಡುಯಿನೋ ಬೋರ್ಡ್ ಪ್ರೋಗ್ರಾಮ್ ಮಾಡಲು, ನೀವು ಅರ್ಡುಯಿನೋ IDE (ಓನ್ಲೈನ್ ಅಥವಾ ಆಫ್ಲೈನ್) ಬಳಸಬೇಕು. ನೀವು ಸರ್ವೋ ಲೈಬ್ರರಿಯಿಂದ ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆಯನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು ಅಥವಾ ನೀವು ತಿಳಿದು ಕೋಡ್ ಬರೆಯಬಹುದು.

ಕೆಳಗಿನ ಕೋಡ್ ಸರ್ವೋ ಮೋಟರ್ ನ್ನು 180 ಡಿಗ್ರೀಗಳ ಮ