Normalt har servomotorer arme, der kan styres ved hjælp af Arduino. Servomotorer består af et styresystem, som giver feedback om den aktuelle position af motorakslen tillader denne feedback at bevæge sig med stor præcision.
Servomotor pinout
Typisk har de fleste servomotorer tre ben:
- Vcc pin (normalt rød 5V)
- GND-stift (normalt sort 0V)
- Input Signal Pin (Modtag PWM-signal fra Arduino)
Funktion af servomotor
Vi kan styre servomotoren ved at forbinde Vcc pin til 5V og GND pin til 0V. På den gule farveterminal giver vi en PWM signal som styrer servomotorens rotationsvinkel. Bredden af PWM-signalet giver os den vinkel, hvor motoren vil rotere sin arm.
Hvis vi ser på databladet over servomotorer, får vi følgende parametre:
- PWM signal tidsperiode
- Minimum bredde for PWM
- Maksimal bredde for PWM
Alle disse parametre er foruddefineret i Arduino Servo-biblioteket.
Servomotorer med Arduino
Servomotorer er super nemme at styre med Arduino, takket være Servo bibliotek som hjælper os med at tilpasse vores kode efter behov og giver os mulighed for at dreje servoarmen i vores ønskede vinkel.
Alle de tre ovennævnte parametre er faste i Servo-biblioteket. Ved at bruge disse parametre kan vi styre vinklen på servomotoren på følgende måde:
- Hvis PWM signalbredde = WIDTH_MAX, vil servo rotere til 180o
- Hvis PWM signalbredde = WIDTH_MIIN, vil servo rotere til 0o
- Hvis PWM-signalbredden ligger imellem WIDTH_MAX og WIDTH_MIN , vil servomotoren rotere mellem 0o og 180o
Vi kan generere et ønsket PWM-signal på nogle af Arduino-stifterne. PWM-signal vil blive givet ved indgangssignalpinden på servomotoren. Tilslutning af de resterende to ben af servo til 5v og GND af Arduino.
Sådan styres servomotoren ved hjælp af Arduino
Her vil jeg forklare, hvordan vi kan tilslutte og programmere vores servomotor ved hjælp af Arduino. Alt du har brug for er:
- Arduino UNO
- USB B kabel
- Servo motor
- Jumper ledninger
Sådan programmeres Servo med Arduino
Følgende er nogle enkle trin:
Trin 1: Inkluder foruddefineret servobibliotek:
# omfatte < Servo.h >Trin 2: Opret servoobjekt:
Servo myservo;Tip: Hvis du styrer mere end én servomotor, skal du oprette flere servoobjekter:
Servo myservo1;Servo myservo2;
Trin 3: Indstil kontrolbenet (9) på Arduino Uno, som sender PWM-signalet til indgangssignalporten på servoen:
myservo.attach ( 9 ) ;Trin 4: Drej servomotorens vinkel til den ønskede værdi, for eksempel 90o:
myservo.write ( pos ) ;Arduino kode
Åbn servomotor eksempel program fra Fil>Eksempel>Servo>Sweep , åbner et nyt vindue, der viser os vores servoskitse:
#includeServo myservo; // servoobjekt er oprettet til styrende servomotor
int pos = 0 ; // for at gemme servopositionen oprettes en ny variabel
ugyldig opsætning ( ) {
myservo.attach ( 9 ) ; // dette vil sæt Arduino pin 9 til PWM udgang
}
ugyldig løkke ( ) {
til ( pos = 0 ; pos = 0 ; pos -= 1 ) { // går fra 180 til 0 grader
myservo.write ( pos ) ; // fortæl servoen at gå til 'pos'-position
forsinke ( 5 ) ; // venter til 5 ms, så servoen kan nå til position
}
}
Når programmet er kompileret og uploadet, vil servomotoren begynde at rotere langsomt fra startposition 0 grader til 180 grader, en grad ad gangen ligesom trin. Når motoren har afsluttet 180 graders rotation, vil den starte sin rotation i den modsatte retning mod sit startpunkt, dvs. 0 grader.
Skema
Sådan styres servomotoren ved hjælp af et potentiometer
Vi kan også styre servomotorens position i hånden. For at gøre dette har vi brug for en Potentiometer . Potentiometeret har tre ben. Tilslut de to udvendige ben til 5V Vcc og GND på Arduino og den midterste til A0 pin på Arduino-kortet.
Sådan programmeres Servo med Potentiometer
Det meste af skitsen for potentiometer er det samme som det foregående eksempel. Den eneste forskel er en ny Variabel val og understift er defineret før opsætnings- og loopsektionen af koden.
int potpin = A0;int val;
I sløjfesektion bruges analog pin A0 til at aflæse værdier for Potentiometer med funktion analogRead() . Arduino-kort indeholder 10-bit ADC (Analog til Digital Converter), der giver os værdier mellem 0 og 1023, afhængigt af hvilken position potentiometeret er:
val = analogRead ( understift ) ;Til sidst har vi brugt kort() funktion til at omkorte tal fra 0 til 1023 i henhold til vinklen på Servo, som vi ved, at Servomotorer kun kan rotere mellem 00 og 1800.
val = kort ( val, 0 , 1023 , 0 , 180 ) ;Arduino kode
Åbn knopskitse tilgængelig i Arduino IDE, gå til Filer>Eksempler>Servo>Knap . Et nyt vindue åbnes, som viser os vores knopskitse til servo:
#includeServo myservo; // Oprettelse af et servoobjektnavn myservo
int potpin = A0; // definere analog pin til potentiometer
int val; // variabel hvilken vilje Læs analoge pin-værdier til potentiometer
ugyldig opsætning ( ) {
myservo.attach ( 9 ) ; // defineret stift 9 til PWM-indgangssignal fra servo på Arduino
}
ugyldig løkke ( ) {
val = analogRead ( understift ) ; // aflæser værdi fra potentiometer ( værdi mellem 0 og 1023 )
val = kort ( val, 0 , 1023 , 0 , 180 ) ; // skaler værdien, der skal bruges med servoen ( værdi mellem 0 og 180 )
myservo.write ( val ) ; // indstiller servoposition med skaleret værdi
forsinke ( femten ) ; // venter til servoen for at komme til position
}
Ovenstående kode vil hjælpe os med at styre servomotorakslen ved hjælp af potentiometer, akslen vil rotere mellem 0 og 180 grader. Vi kan også opretholde hastigheden sammen med retningen af servo, der bruger det.
Kredsløbsdiagram
Hvor mange servomotorer kan jeg forbinde med Arduino?
Maksimalt antal servomotorer Arduino UNO kan håndtere er op til 12 med Arduino bibliotek til servo, og maks. 48 servoer kan forbindes med boards som Mega.
Tip: Vi kan køre servo direkte ved hjælp af Arduino-strøm, men husk hvis servomotorer trækker mere end 500mA så kan dit Arduino-kort automatisk nulstille og miste strøm. Det anbefales altid at bruge en dedikeret strømforsyning til servomotorer.
Konklusion
I denne tutorial har vi dækket kontrolmekanismen for servomotorer med Arduino. Vi dækkede det grundlæggende i at styre servoposition og hastighed ved hjælp af potentiometer. Nu har du fået en idé om servo og mulighederne for din robotteknologi, RC-projekter og automatisering ved hjælp af servo er uendelige.