Servomotoren sind in sich geschlossene mechanische Geräte, mit denen die Maschinen mit großer Präzision gesteuert werden. Diese finden sich in vielen Anwendungen von Spielzeug bis hin zur industriellen Automatisierung. Es gibt verschiedene Arten von Motoren, aber Servomotoren sind speziell für eine bestimmte Winkelposition zur Steuerung der Maschinen ausgelegt. Normalerweise wird der Servomotor verwendet, um die Winkelbewegung zwischen 0 ° und 180 ° und zwischen 0 ° und 90 ° zu steuern. Das Funktionsprinzip des Servomotors basierend auf der PWM ( Pulsweitenmodulation ) Impulse.
Servomotor
Schnittstelle zwischen Servomotor und 8051-Mikrocontroller
Ein Servomotor ist einer der am häufigsten verwendeten Motoren für präzise Winkelbewegungen. Der Vorteil der Verwendung eines Servomotors besteht darin, dass die Winkelposition des Motors ohne Rückkopplungsmechanismus gesteuert werden kann. Die Servomotoren werden üblicherweise in verwendet kommerzielle und industrielle Anwendungen . Sie sind auch weit verbreitet wie in Antriebssystemen wie Robotern, Flugzeugen usw.
Schnittstelle zwischen Servomotor und 8051-Mikrocontroller
Das Funktionsprinzip und die Bedienung des Hobby-Servomotors sind sehr einfach. Es bestand aus drei Drähten, von denen zwei (schwarz und rot) zur Stromversorgung und der dritte Draht zur Steuerung des Steuersignals verwendet wurden. Pulsweitenmodulierte (PWM) Wellen werden als Steuersignale verwendet und die Winkelposition wird durch die Breite des Pulses am Steuereingang bestimmt. In diesem Artikel verwenden wir einen Servomotor mit einem Drehwinkel von 0 bis 180 ° und einer Winkelposition, die durch Variieren der Arbeitszyklen zwischen 1 ms und 2 ms gesteuert werden kann.
Hier ist der Servomotor mit verbunden 8051 Mikrocontroller Das schwarze Kabel, das mit dem Erdungsstift und dem Motor verbunden ist, wird vom roten Kabel mit Strom versorgt. Die Steuerung des Servomotors ist mit Port0 des 8051-Mikrocontrollers verbunden. Der 11,0592-MHz-Kristalloszillator wird verwendet, um den an den Mikrocontroller gepulsten Takt und 22pf-Keramikkondensatoren bereitzustellen, die zur Stabilisierung des Kristallbetriebs verwendet werden. 10KΩ und 10uf Kondensator werden verwendet, um den Mikrocontroller mit dem Power-On-Reset zu versorgen.
Steuerung eines Servomotors mit Winkeldrehungen
Das Funktionsprinzip des Servomotors hängt hauptsächlich von den Arbeitszyklen ab. Es verwendet PWM-Wellen (Pulse Width Modulated) als Steuersignale. Der Drehwinkel wird durch die Impulsbreite des Steuerstifts festgelegt. Hier wird der Servomotor für Drehwinkel von 0 bis 180 Grad verwendet. Wir können die genaue Winkelposition steuern, indem wir den Impuls zwischen 1 ms und 2 ms variieren.
Steuerung eines Servomotors mit Winkeldrehungen
Servomotorprogrammierung Mit Winkeldrehungen
#einschließen
Sbit servomotor_pin = P0 ^ 5
Void Delay (unsigned int)
Void servo_delay (unsigned int)
Void main ()
{
Servomotor_pin = 0x00
Machen
{
// auf 0 ° drehen
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (50)
Servomotor_pin = 0x00
Verzögerung (1000)
// um 90 Grad drehen
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (82)
Servomotor_pin = 0x00
Verzögerung (1000)
// um 180 Grad drehen
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (110)
Servomotor_pin = 0x00
Verzögerung (1000)
Während (1)
}}
}}
Leere Verzögerung (vorzeichenlos int a)
{
Unsigned int p
Für (p = 0p
}}
Void servo_delay (unsigned int a)
{
Unsigned int p
Für (p = 0p
}}
Funktionsprinzip des Servomotors
Das Funktionsprinzip des Servomotors hängt hauptsächlich von der „Fleming-Regel für die linke Hand“ ab. Grundsätzlich sind Servomotoren mit angepasst Gleichstrommotoren , einen Positionssensor, eine Untersetzung und eine elektronische Schaltung. Die Gleichstrommotoren werden mit Batterie betrieben und laufen mit hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment. Wir haben Welle und Zahnrad zusammengebaut, die mit Gleichstrommotoren verbunden sind, dann können wir die Motordrehzahl schrittweise erhöhen und verringern.
Der Positionssensor erfasst die Position der Welle von ihrer festen Position aus und sendet die Informationen an den Steuerkreis. Die Steuerschaltung decodiert die Signale entsprechend vom Positionssensor und vergleicht den tatsächlichen Standort der Motoren mit der bevorzugten Position und steuert dementsprechend die Drehrichtung des Gleichstrommotors, um die erforderliche Position zu erhalten. Im Allgemeinen benötigt der Servomotor eine Gleichstromversorgung von 4,8 V bis 6 V.
Der Servomotor steuert über einen seriellen Port Befehle
Die Hauptabsicht dieses Projekts ist die Steuerung des Servomotors mithilfe eines PCs. Es benötigt eine einzige Steuerleitung vom Mikrocontroller und der seriellen Eingangsleitung von der seriellen Schnittstelle des PCs, um Befehle an die Schaltung zu senden. Die Zeitquelle wird vom Quarzoszillator bereitgestellt. Entwickelte Servomotorschaltung, die mithilfe des seriellen Kabels und des Pegelumsetzers mit dem Computer verbunden ist. Öffnen Sie dann die Software „Hyper Terminal“ auf dem PC, um das Verhalten des Computers auszuwählen.
Servomotorsteuerung über einen seriellen Port Befehle
Sobald die Befehle vom Personal Computer (PC) über das Hyperterminal mit einem Pegelumsetzer an den Mikrocontroller gesendet wurden, erhält der Mikrocontroller diese Daten und vergleicht sie mit den vordefinierten Daten und generiert entsprechende Signale, um den Motortreiber zu aktivieren, um sie am zu steuern gewünschte Geschwindigkeit. Viele Mikrocontroller-Projekte entwickelt basierend auf Servomotoren wie Auswuchtrobotern, Landebahnhubschraubern und so weiter. Wir können den Servomotor aus Sicherheitsgründen verwenden, indem wir eine Verbindung mit einer drahtlosen Kamera herstellen, da wir die 360-Grad-Abschweifung der Kamera steuern können.
Selbstausgleichender Roboter
Der selbstausgleichende Roboter kann sich mit Hilfe der Servomotoren selbst auswuchten. Dieser Roboter wurde unter Verwendung von strukturellen, mechanischen und elektronischen Bauteilen zusammengebaut, wodurch eine sichtbar unausgeglichene Plattform entsteht, die in einer Ausrichtung stark zum Kippen neigt. Die Räder des Roboters können auf zwei Arten unabhängig voneinander gedreht werden, die von einem Servomotor angetrieben werden. Informationen über den Winkel des Geräts relativ zum Boden erhalten Sie von Neigungssensoren auf dem Gerät.
Selbstausgleichender Roboter
Der Neigungssensor kann ein Beschleunigungsmesser, ein Kreiselsensor oder sein IR-Sensor (zum Abstandsmaß zum Boden). Die Sensoren senden Informationen an die Steuereinheit, die die Rückmeldung unter Verwendung eines grundlegenden proportionalen, integralen, abgeleiteten (PID) Algorithmus verarbeitet, um kompensierende Positionssteuersignale an die Servomotoren zu erzeugen, um das Gerät auszugleichen.
Servomotoranwendungen
- Es wird in Pressmaschinen zum Zuschneiden der Teile verwendet
- Es wird in der Zuckertankstelle eingesetzt
- Es wird in Etikettieranwendungen verwendet
- Es wird ein Verpackungssystem mit zufälliger Zeitfunktion verwendet
- Es wird in Flugzeugen verwendet
Vorteile des Servomotors
- Wenn ein Motor stark belastet wird, erhöht der Fahrer den Strom zur Motorspule, wenn er versucht, den Motor zu drehen. Hauptsächlich gibt es keinen Zustand außerhalb des Schritts.
- Hochgeschwindigkeitsbetrieb ist durch die Servomotoren möglich.
Hier dreht sich alles um das Funktionsprinzip des Servomotors und Schnittstelle zum 8051 Mikrocontroller .Weitere technische Hilfe zu diesem Artikel oder Elektronikprojekte Diese werden mit Schnittstellengeräten wie RTC, OLED, Flash-Speicher, benutzerdefiniertem LCD, Touchscreen-Displays usw. entwickelt. Sie können sich an uns wenden, indem Sie Ihre Kommentare im Kommentarbereich unten abgeben.
