Pemacu Servo 556: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Servos (juga servos RC) adalah servomotor kecil, murah dan dihasilkan secara besar-besaran yang digunakan untuk kawalan radio dan robotik skala kecil. Ini dirancang untuk dikendalikan dengan mudah: kedudukan potensiometer dalaman secara berterusan dibandingkan dengan kedudukan yang diperintahkan dari alat kawalan (iaitu, kawalan radio). Sebarang perbezaan menimbulkan isyarat ralat ke arah yang sesuai, yang menggerakkan motor elektrik ke depan atau ke belakang, dan menggerakkan poros ke posisi yang diperintahkan. Apabila servo mencapai kedudukan ini, isyarat ralat berkurang dan kemudian menjadi sifar, pada ketika itu servo berhenti bergerak.

Servos kawalan radio disambungkan melalui sambungan tiga wayar standard: dua wayar untuk bekalan kuasa DC dan satu untuk kawalan, membawa isyarat modulasi lebar denyut (PWM). Voltan standard ialah 4.8 V DC, namun 6 V dan 12 V juga digunakan pada beberapa servo. Isyarat kawalan adalah isyarat PWM digital dengan kadar bingkai 50 Hz. Dalam setiap jangka masa 20 ms, denyut digital aktif tinggi mengawal kedudukan. Denyut nadi berkisar antara 1.0 ms hingga 2.0 ms dengan 1.5 ms selalu menjadi pusat julat.

Anda tidak memerlukan pengawal mikro atau komputer untuk mengawal servo. Anda boleh menggunakan IC pemasa 555 yang terhormat untuk memberikan denyutan yang diperlukan kepada servo.

Banyak litar berasaskan mikrokontroler terdapat di internet. Terdapat juga beberapa litar yang tersedia untuk menguji servo berdasarkan pada 555 tunggal, tetapi saya mahukan masa yang tepat tanpa frekuensi sama sekali berubah. Namun ia mesti murah dan senang dibina.

Langkah 1: PWM Apa?

Seperti namanya, kawalan kelajuan modulasi lebar nadi berfungsi dengan menggerakkan motor dengan serangkaian denyut "ON-OFF" dan mengubah kitaran tugas, pecahan masa bahawa voltan output "ON" dibandingkan dengan ketika "OFF" ", Denyutan sambil mengekalkan frekuensi tetap.

Konsep di sebalik litar ini adalah bahawa ia menggunakan dua pemasa untuk menghasilkan isyarat output PWM (Pulse Width Modulation) untuk menggerakkan servo dengan.

Pemasa pertama beroperasi sebagai multivibrator astabel dan menghasilkan "frekuensi pembawa", atau frekuensi denyutan. Bunyi membingungkan? Walaupun lebar nadi keluarannya berbeza-beza, kita mahu waktu dari permulaan denyut pertama hingga permulaan denyut kedua sama. Ini adalah kekerapan berlakunya nadi. Dan di sinilah litar ini mengatasi frekuensi berbeza dari kebanyakan litar 555 tunggal.

Pemasa kedua bertindak sebagai multivibrator monostable. Ini bermaksud bahawa ia mesti dipicu untuk menghasilkan denyut nadi sendiri. Seperti yang dinyatakan di atas, pemasa pertama akan memicu detik pada selang tetap yang dapat ditentukan oleh pengguna. Walau bagaimanapun, pemasa kedua mempunyai panci luaran yang digunakan untuk mengatur lebar denyut output, atau sebenarnya menentukan putaran tugas dan seterusnya putaran servo. Mari masuk ke skema …

Langkah 2: Sedikit Matematik … Kekerapan

Litar menggunakan LM556 atau NE556, yang dapat diganti dengan dua 555. Saya baru sahaja memutuskan untuk menggunakan 556 kerana ia adalah pakej 555 dalam satu pakej. Litar pemasa kiri, atau penjana frekuensi, disiapkan sebagai multivibrator astabel. Ideanya adalah untuk menghasilkan frekuensi pembawa sekitar 50Hz, dari mana kitaran tugas akan ditambahkan oleh pemasa tangan kanan, atau penjana lebar nadi.

C1 dikenakan melalui R1, R4 (digunakan untuk menetapkan frekuensi) dan R2. Selama ini, outputnya tinggi. Kemudian C1 melepaskan melalui R1, dan outputnya rendah.

F = 1.44 / ((R2 + R4 + 2 * R1) * C1)

F = 64Hz untuk R1 = 0

F = 33Hz untuk R1 = 47k

Pada litar simulasi yang dipermudahkan namun R1 dihilangkan, dan frekuensi tetap 64 Hz.

Sangat penting! Kami mahukan masa output rendah menjadi lebih pendek daripada lebar denyut minimum generator lebar nadi.

Langkah 3: Sedikit Matematik … Pulse

Penjana lebar nadi, atau pemasa tangan kanan, disiapkan dalam mod monostable. Ini bermaksud bahawa setiap kali pemasa dipicu, ia memberikan denyut output. Masa nadi ditentukan oleh R3, R5, R6 dan C3. Potensiometer luaran (100k LIN POT) disambungkan untuk menentukan lebar nadi, yang akan menentukan putaran dan lanjutan putaran pada servo. R5 dan R6 digunakan untuk menyempurnakan kedudukan terluar terbaik untuk servo, mengelakkannya bercelaru. Formula yang digunakan adalah seperti berikut:

t = 1.1 * (R3 + R5 + (R6 * POT) / (R6 + POT)) * C4

Jadi, masa nadi minimum apabila semua perintang berubah-ubah ditetapkan ke sifar adalah:

t = 1.1 * R3 * C4

t = 0.36 ms

Perhatikan bahawa masa lebar denyut minimum ini lebih lama daripada nadi pencetus untuk memastikan bahawa penjana lebar nadi tidak selalu menghasilkan denyutan 0.36ms satu demi satu, tetapi pada frekuensi + - 64Hz yang stabil.

Apabila potensiometer ditetapkan maksimum, waktunya adalah

t = 1.1 * (R3 + R5 + (R6 * POT) / (R6 + POT)) * C4

t = 13 ms

Duty Cycle = Lebar / Selang Denyutan.

Jadi pada frekuensi 64Hz, selang nadi adalah 15.6ms. Jadi Duty Cycle berbeza dari 2% hingga 20%, dengan pusatnya 10% (ingat bahawa nadi 1.5ms adalah kedudukan tengah).

Demi kejelasan potensiometer R5 dan R6 telah dikeluarkan dari simulasi dan diganti dengan perintang tunggal dan potensiometer tunggal.

Langkah 4: Cukup Dengan Matematik! Sekarang Mari Bermain

Anda boleh memainkan simulasi DI SINI: cukup klik pada butang "Simulasi", tunggu sementara simulasi dimuat dan kemudian klik pada butang "Mula simulasi": tunggu voltan stabil, kemudian klik dan tahan butang tetikus kiri pada potensiometer. Seret tetikus dan gerakkan potensiometer untuk mengawal servo.

Anda dapat melihat lebar nadi berubah pada osiloskop atas, sementara frekuensi nadi tetap sama pada osiloskop kedua.

Langkah 5: Terakhir Tetapi Tidak Kurang… Perkara Sebenar

Sekiranya anda ingin melangkah lebih jauh dan membina litar itu sendiri di sini, anda dapat mencari susun atur, susun atur PCB (ia adalah satu sisi PCB yang mudah anda hasilkan di rumah), susun atur komponen, susun atur tembaga dan senarai bahagian.

Sedikit nota mengenai perapi:

• perapi biru menetapkan frekuensi isyarat
• perapi hitam tengah menetapkan had putaran bawah
• perapi hitam yang tinggal menetapkan had putaran atas

Nota ringkas yang berguna untuk menentukur litar untuk servo tertentu:

1. tetapkan potensiometer utama ke sifar
2. atur perapi hitam tengah sehingga servo ditetapkan dengan stabil pada had bawah tanpa berbual
3. sekarang tetapkan potensiometer utama ke maksimum
4. sesuaikan sisa perapi hitam sehingga servo ditetapkan dengan stabil pada had yang lebih tinggi tanpa berbual

Sekiranya anda menikmati arahan ini, sila pilih saya dalam peraduan ini!:)

Hadiah Hakim dalam Cabaran Petua & Trik Elektronik