Οι σερβοκινητήρες είναι αυτόνομες μηχανικές συσκευές που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των μηχανών με μεγάλη ακρίβεια. Αυτά βρίσκονται σε πολλές εφαρμογές από παιχνίδια έως βιομηχανικούς αυτοματισμούς. Υπάρχει διάφορος τύπος κινητήρα, αλλά οι σερβοκινητήρες είναι ειδικά σχεδιασμένοι για συγκεκριμένη γωνιακή θέση για τον έλεγχο των μηχανών. Συνήθως ο σερβο κινητήρας χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της γωνιακής κίνησης μεταξύ 0 ° έως 180 ° και 0 ° έως 90 °. ο αρχή λειτουργίας σερβο κινητήρα με βάση το PWM ( διαμόρφωση πλάτους παλμού ) παλμοί.
Βοηθητικό μοτέρ
Servo Motor Interfacing με 8051 μικροελεγκτή
Ένας σερβοκινητήρας είναι ένας από τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους κινητήρες για ακριβή γωνιακή κίνηση. Το πλεονέκτημα της χρήσης ενός σερβοκινητήρα είναι ότι η γωνιακή θέση του κινητήρα μπορεί να ελεγχθεί χωρίς κανένα μηχανισμό ανάδρασης. Οι σερβοκινητήρες χρησιμοποιούνται συνήθως σε εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές . Χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως όπως σε συστήματα κίνησης όπως ρομπότ, αεροπλάνα κ.λπ.
Interfacing Servo Motor με 8051 μικροελεγκτή
Η αρχή και η λειτουργία του σερβο κινητήρα του χόμπι είναι πολύ απλή, αποτελούταν από τρία καλώδια όπου δύο από αυτά (μαύρο και κόκκινο) χρησιμοποιούσαν για παροχή ισχύος και το τρίτο καλώδιο χρησιμοποιείται για την παροχή σήματος ελέγχου. Τα κύματα διαμορφωμένου πλάτους παλμού (PWM) χρησιμοποιούνται ως σήματα ελέγχου και η γωνιακή θέση καθορίζεται από το πλάτος του παλμού στην είσοδο ελέγχου. Σε αυτό το άρθρο, χρησιμοποιούμε ένα σερβοκινητήρα με γωνία περιστροφής από 0-180 ° και η γωνιακή θέση μπορεί να ελεγχθεί μεταβάλλοντας τους κύκλους λειτουργίας μεταξύ 1ms έως 2ms.
Εδώ ο σερβο κινητήρας διασυνδέεται με 8051 μικροελεγκτής , το μαύρο καλώδιο που είναι συνδεδεμένο στον πείρο γείωσης και ο κινητήρας παίρνει την ισχύ από το κόκκινο καλώδιο. Ο έλεγχος της συνδεδεμένης σε σερβο κινητήρα θύρας 0 8051 μικροελεγκτή. Ο ταλαντωτής κρυστάλλου 11,0592MHz χρησιμοποιείται για να παρέχει το ρολόι παλμικό στον μικροελεγκτή και κεραμικούς πυκνωτές 22pf που χρησιμοποιούνται για τη σταθεροποίηση της λειτουργίας του κρυστάλλου. Ο πυκνωτής 10KΩ και 10uf χρησιμοποιείται για να παρέχει την επαναφορά ισχύος στον μικροελεγκτή.
Έλεγχος σέρβο κινητήρα με περιστροφές γωνίας
Η αρχή λειτουργίας του σερβοκινητήρα εξαρτάται κυρίως από τους κύκλους λειτουργίας. Χρησιμοποιεί κύματα Pulse Width Modulated (PWM) ως σήματα ελέγχου. Η γωνία περιστροφής είναι διακριτή από το πλάτος παλμού του πείρου ελέγχου. Εδώ ο σερβο κινητήρας χρησιμοποιείται για γωνία περιστροφής από 0 έως 180 μοίρες. Μπορούμε να ελέγξουμε την ακριβή γωνιακή θέση μεταβάλλοντας τον παλμό μεταξύ 1ms έως 2ms.
Έλεγχος ενός σερβοκινητήρα με περιστροφές γωνίας
Προγραμματισμός σερβοκινητήρα με γωνιακές περιστροφές
#περιλαμβάνω
Sbit servomotor_pin = P0 ^ 5
Άκυρη καθυστέρηση (χωρίς υπογραφή int)
Void servo_delay (χωρίς υπογραφή int)
Κενό κενών ()
{
Servomotor_pin = 0x00
Κάνω
{
// γυρίστε σε 0 °
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (50)
Servomotor_pin = 0x00
Καθυστέρηση (1000)
// στροφή σε 90 μοίρες
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (82)
Servomotor_pin = 0x00
Καθυστέρηση (1000)
// στρέψτε στους 180 μοίρες
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (110)
Servomotor_pin = 0x00
Καθυστέρηση (1000)
Ενώ (1)
}
}
Άκυρη καθυστέρηση (χωρίς υπογραφή int a)
{
Χωρίς υπογραφή int σελ
Για (p = 0p
}
Void servo_delay (χωρίς υπογραφή int a)
{
Χωρίς υπογραφή int σελ
Για (p = 0p
}
Αρχή λειτουργίας Servo Motor
Η αρχή λειτουργίας του σερβοκινητήρα εξαρτάται κυρίως από τον «κανόνα αριστερού Fleming». Βασικά οι σερβοκινητήρες προσαρμόζονται με Κινητήρες DC , αισθητήρας θέσης, μείωση γραναζιών και ηλεκτρονικό κύκλωμα. Οι κινητήρες DC επιτυγχάνονται με μπαταρία και λειτουργούν με υψηλή ταχύτητα και χαμηλή ροπή. Συναρμολογήσαμε τον άξονα και το γρανάζι που συνδέονται με κινητήρες DC και μετά μπορούμε να αυξήσουμε και να μειώσουμε σταδιακά την ταχύτητα του κινητήρα.
Ο αισθητήρας θέσης ανιχνεύει τη θέση του άξονα από τη σταθερή του θέση και στέλνει τις πληροφορίες στο κύκλωμα ελέγχου. Το κύκλωμα ελέγχου αποκωδικοποιεί τα σήματα αναλόγως από τον αισθητήρα θέσης και συγκρίνει την πραγματική θέση των κινητήρων με την προτιμώμενη θέση και επομένως ελέγχει την κατεύθυνση περιστροφής του κινητήρα DC για να πάρει την απαραίτητη θέση. Γενικά, ο σερβοκινητήρας απαιτεί τροφοδοσία 4,8V έως 6 V DC.
Ο σερβοκινητήρας που ελέγχει με εντολές σειριακής θύρας
Ο κύριος σκοπός αυτού του έργου είναι ο έλεγχος του σερβοκινητήρα χρησιμοποιώντας έναν προσωπικό υπολογιστή. Χρειάζεται μία μόνο γραμμή ελέγχου από τον μικροελεγκτή και τη σειριακή γραμμή εισόδου, από τη σειριακή θύρα του προσωπικού υπολογιστή για να στείλει εντολές στο κύκλωμα. Η πηγή χρονισμού παρέχεται από τον κρυσταλλικό ταλαντωτή. Σχεδιασμένο κύκλωμα σερβο κινητήρα διασυνδεδεμένο με τον υπολογιστή με τη βοήθεια του σειριακού καλωδίου και της αλλαγής στάθμης και, στη συνέχεια, ανοίξτε το λογισμικό «Hyper Terminal» στον υπολογιστή για να επιλέξετε τη θύρα του υπολογιστή.
Σερβο κινητήρας που ελέγχει με εντολές σειριακής θύρας
Μόλις οι εντολές αποστέλλονται από τον προσωπικό υπολογιστή (PC) στον μικροελεγκτή μέσω του υπερ-τερματικού με μετατόπιση στάθμης, ο μικροελεγκτής λαμβάνει αυτά τα δεδομένα και τα συγκρίνει με τα προκαθορισμένα δεδομένα και παράγει αντίστοιχα σήματα για να ενεργοποιήσει το πρόγραμμα οδήγησης του κινητήρα για να τα οδηγήσει στο επιθυμητή ταχύτητα. Πολλά έργα μικροελεγκτή αναπτύχθηκε με βάση σερβοκινητήρα όπως ρομπότ εξισορρόπησης, ελικόπτερα διαδρόμου και ούτω καθεξής. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε σερβοκινητήρα για λόγους ασφαλείας με τη διασύνδεση με ασύρματη κάμερα, όπως μπορούμε για τον έλεγχο της κάμερας 360 βαθμών.
Ρομπότ εξισορρόπησης
Το ρομπότ αυτόνομης εξισορρόπησης μπορεί να εξισορροπηθεί με τη βοήθεια των σερβοκινητήρων. Αυτό το ρομπότ έχει συναρμολογηθεί χρησιμοποιώντας δομικά, μηχανικά και ηλεκτρονικά εξαρτήματα που παράγουν ορατά μη ισορροπημένη πλατφόρμα που είναι ιδιαίτερα διατεθειμένη για ανατροπή σε μία ευθυγράμμιση. Οι τροχοί του ρομπότ είναι ικανές για ανεξάρτητη περιστροφή με δύο τρόπους, οι οποίοι οδηγούνται από έναν σερβο κινητήρα. Πληροφορίες σχετικά με τη γωνία της συσκευής σε σχέση με το έδαφος θα ληφθούν από αισθητήρες κλίσης στη συσκευή.
Ρομπότ εξισορρόπησης
Ο αισθητήρας κλίσης μπορεί να είναι επιταχυνσιόμετρο, γυροσκοπικός αισθητήρας ή Αισθητήρας υπερύθρων (σε απόσταση από το έδαφος). Οι αισθητήρες στέλνουν πληροφορίες στη μονάδα ελέγχου, η οποία θα επεξεργαστεί την ανατροφοδότηση χρησιμοποιώντας έναν βασικό αναλογικό, αναπόσπαστο, παράγωγο αλγόριθμο (PID) για τη δημιουργία αντισταθμιστικών σημάτων ελέγχου θέσης στους σερβοκινητήρες προκειμένου να εξισορροπηθεί η συσκευή.
Εφαρμογές Servo Motor
- Χρησιμοποιείται σε μηχανήματα Τύπου για κοπή των κομματιών σε μέγεθος
- Χρησιμοποιείται στο σταθμό πλήρωσης ζάχαρης
- Χρησιμοποιείται σε εφαρμογές σήμανσης
- Χρησιμοποιείται Σύστημα συσκευασίας με λειτουργία τυχαίου χρονισμού
- Χρησιμοποιείται Χρησιμοποιείται σε αεροπλάνα
Πλεονεκτήματα του Servo Motor
- Εάν ένας κινητήρας φορτίσει βαρύ, ο οδηγός θα αυξήσει το ρεύμα στο πηνίο του κινητήρα καθώς προσπαθεί να περιστρέψει τον κινητήρα. Κυρίως, δεν υπάρχει κατάσταση εκτός βημάτων.
- Η λειτουργία υψηλής ταχύτητας είναι δυνατή από τους σερβοκινητήρες.
Αυτό αφορά την αρχή λειτουργίας του σερβο κινητήρα και διασύνδεση με 8051 μικροελεγκτή . Επιπλέον, για οποιαδήποτε τεχνική βοήθεια σχετικά με αυτό το άρθρο ή έργα ηλεκτρονικής που έχουν σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας συσκευές διασύνδεσης όπως RTC, OLED, μνήμη flash, προσαρμοσμένη οθόνη LCD, οθόνες αφής κ.λπ. Μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας δίνοντας τα σχόλιά σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων.
