Mikä on servomotorinohjain

Mikä on servomotorin ohjausyksikkö?

Servomotorin ohjausyksikön määritelmä

Servomotorin ohjausyksikkö (tai servomotorin ajuri) on sähköinen piiri, jota käytetään servomotorin sijainnin hallintaan.

Servomotorin ajuripiiri

Servomotorin ajuripiiri sisältää mikrokontrollerin, virtalähteen, potentiometrin ja liitännät, jotka varmistavat tarkkanaisen motorin hallinnan.

Mikrokontrollerin rooli

Mikrokontrolleri luo PWM-pulssia tiettyjen väliajoin, jotta servomotorin sijaintia voidaan hallita tarkasti.

Virtalähde

Servomotorin ohjausyksikön virtalähteen suunnittelussa on otettava huomioon yhdistettyjen moottorien määrä. Servomotorit käyttävät yleensä 4.8V-6V:n välillä olevaa virtalähdettä, jossa 5V on standardiarvo. Virtalähteen jänniten ylitys voi vahingoittaa motoria. Virtasumutus vaihtelee torquen mukaan, ja se on pienempi idlesuunnassa ja suurempi kun moottori pyörii. Suurin virtasumutus, eli pysäytysvirta, voi ulottua jopa 1A:hen tietyissä moottoreissa.

Yhden moottorin ohjaukseen käytä virtaregulaattoria, kuten LM317, jossa on lämpövaihde. Useamman moottorin tapauksessa tarvitaan korkealaatuinen virtalähde, jolla on suurempi virrannopeuden arvo. SMPS (Switched Mode Power Supply) on hyvä valinta.

Lohkudiagrammi alla näyttää servomotorin ajurin yhteyksiä

Servomotorin ohjaus

Servomotorilla on kolme päätettä.

• Sijaintisignaali (PWM-pulssit)

• Vcc (virtalähde)

• Maapiste

Servomotorin kulma-asento ohjataan antamalla PWM-pulssit tiettyjen leveyksien kanssa. Pulssin kesto vaihtelee noin 0.5ms:n (0-asteen kiertokulma) ja 2.2ms:n (180-asteen kiertokulma) välillä. Pulssit pitäisi antaa noin 50Hz-60Hz:n taajuudella.

Pulssilevyihyvityksen (PWM) muodostamiseksi, kuten alla olevassa kuvassa näkyvässä, voidaan käyttää joko mikrokontrollerin sisäistä PWM-modulia tai ajoituksia. PWM-modulin käyttö on joustavampaa, koska useimmat mikrokontrolleriperheet ovat suunnitelleet tämän PWM-modulin soveltumaan sovelluksiin, kuten servomotori. Eri leveysluvuille PWM-pulssien on ohjelmoitava sisäiset rekisterit vastaavasti.

Nyt meidän on myös kerrottava mikrokontrollerille, kuinka paljon se tulee kiertää. Tähän tarkoitukseen voimme käyttää yksinkertaista potentiometria ja ADC:tä saadaksemme kiertokulman, tai monimutkaisemmissa sovelluksissa voidaan käyttää kiihtyvyysmittaria.

Ohjelman algoritmi

Suunnittele ohjelma, joka ohjaa yhtä servoa, ja sijaintitiedot annetaan potentiometrin kautta, joka on kytketty ohjausyksikön pinniin.

• Alusta porttipinnet syöttö-/ulostulopinnejä varten.

• Lue ADC halutusta servosijainnista.

• Ohjelmoi PWM-rekisterit haluttuun arvoon.

• Kun PWM-moduli aktivoit, valittu PWM-kanavan pinne menee korkealle (looginen 1) ja kun vaadittu leveys saavutetaan, se menee uudelleen alas (looginen 0). Joten PWM:n aktivoimisen jälkeen sinun tulisi aloittaa ajoitus noin 19 ms:n viipeellä ja odottaa, että ajoitus ylivuuttaa. Mene askeluun 2

On olemassa erilaisia PWM-tiloja, joita voit käyttää valitsemasi mikrokontrollerin mukaan. Ohjelmakoodissa pitäisi tehdä joitakin optimointitoimenpiteitä servon hallintaa varten.

Jos aiot käyttää useita servoja, tarvitset niin monta PWM-kanavaa. Jokaiselle servolle voidaan antaa PWM-signaali järjestyksessä. Mutta sinun on huolehdittava siitä, että jokaiselle servolle säilytetään pulssien toisto-nopeus. Muuten servot menettävät synkronisuutensa.