Сервопривод или шаговый двигатель

Сервопривод Ардуино определение, принцип, подключение

Сервопривод Ардуино — устройство с мотором, которое можно повернуть на определенный угол и оставить в этом положении на определенное время.

О сервоприводах

Сервопривод Ардуино (англ. — arduino servo) — устройство с электрическим мотором, которое можно повернуть на определенный угол и оставить в этом положении на определенное время.

Сервомоторы Ардуино по сути своей отличные устройства, которые могут поворачиваться в указанное положение и могут применяться в огромном количестве областей. Особенно сейчас их чаще всего применяют в робототехнике.

Обычно у них есть выходной вал, который может поворачиваться на 180 градусов. Используя Arduino мы можем задать сервомотору определенное положение в которое он перейдет.

Изначально сервоприводы начали использовать еще задолго до появления Ардуино, скажем так, в мире пультов дистанционного управления (RC), как правило, для управления рулевым колесом игрушечных машинок или крыльями самолетов. Со временем они нашли свое применение в робототехнике, автоматизации и, конечно же, в мире Ардуино.

В нашем материале мы увидим как подключить сервопривод Ардуино, а затем как управлять этим полезным механизмом и поворачивать его в определенные положения.

Как это работает

Сервоприводы Arduino — это умные устройства. Используя только один входной пин, они получают значения для позиционирования от микроконтроллера и переходят в это положение. Как можно увидеть на рисунке в самом начале статьи внутри они имеют двигатель и цепь обратной связи, которая гарантирует, что вал/рычаг сервопривода достигнет желаемого положения.

Но какой сигнал сервомоторы получают на входе? Это прямоугольная волна, подобная PWM (англ. — pulse-width modulation, широтно-импульсная модуляция). Каждый цикл в сигнале длится 20 миллисекунд, и большая часть времени в значении LOW. В начале каждого цикла значение сигнала становится HIGH на время от 1 до 2 миллисекунд.

При 1 миллисекунде она составляет 0 градусов, а при 2 миллисекундах — 180 градусов, а в промежутке значение от 0 до 180. Это очень хороший и надежный метод. График выше упрощает понимание.

Комплектующие

Нам понадобятся следующие детали:

  1. Плата Arduino (подключенная к компьютеру через USB), подойдет Arduino Uno;
  2. Сервопривод;
  3. Перемычки.

В мире сервомоторов мало известных брендов. Как пример, можно взять Hitec и Futaba, которые являются ведущими производителями сервоприводов для RC-моделей. Но в целом найти подходящий на АлиЭкспресс и подобных сайтах не сложно.

Подключение сервопривода к Ардуино

Схема подключения ниже:

Сервомотор имеет много встроенных деталей: двигатель, цепь обратной связи и, самое главное, драйвер мотора. Ему просто нужно дополнительно питание, земля и один контрольный пин. Ниже шаги для подключения сервопривода к Arduino, но вы можете всегда свериться с изображением выше.

  1. Подключите Землю к GND Arduino.Сервомотор имеет гнездовой разъем с тремя контактами. Самый темный или даже черный — это обычно земля.
  2. Подключите кабель питания, который по всем стандартам должен быть красным к 5В на Ардуино.
  3. Подключите оставшийся контакт разъема сервопривода к цифровому выходу на Arduino.
Читайте также:  Смазка для подшипников велосипеда 1

Также ниже приводим пример подключения двигателя и Arduino Diecimilia. Фото найдено на официальном сайте производителя микроконтроллеров.

Для этого варианта подключение следующее:

  1. Подключите красный от сервопривода к +5 В на ардуине.
  2. Подключите черный/коричневый от сервопривода к Gnd на ардуино.
  3. Подключите белый/оранжевый от сервопривода к аналоговому 0 на arduino.

Скетч для сервопривода Ардуино

Скетч ниже заставит сервопривод переместиться в позицию 0 градусов, подождать 1 секунду, затем повернуться на 90 градусов, подождать еще одну секунду, после повернуться на 180 градусов и перейти в первоначальное положение.

Также дополнительно мы используем библиотеку servo — скачайте ниже или в нашем разделе Библиотеки.

Содержимое zip-файла размещается в папку arduino-xxxx/hardware/liraries.

Скетч № 1

Если сервомотор подключен к другому цифровому контакту, просто измените значение servoPin на значение используемого цифрового вывода.

Наш код просто объявляет объект и затем инициализирует сервопривод с помощью функции servo.attach(). Мы не должны забывать подключать серво библиотеку. В цикле мы устанавливаем сервопривод на 0 градусов, ждем, а затем устанавливаем его на 90, а затем на 180 градусов.

Скетч № 2

Второй скетч для варианта с Arduino Diecimilia ниже.

Нам достаточно будет скачать и подключить библиотеку из архива:

Стандартные методы серво-библиотеки

attach(int)

Соединение пина и сервопривода. Вызывает pinMode. Возвращает 0 при ошибке.

detach()

Отсоединение пина от сервопривода.

write(int)

Установка угла сервопривода в градусах, от 0 до 180.

read()

Возвращает значение, установленное write(int).

attached()

Возвращает 1, если серво в настоящее время подключен.

Дополнительные примеры скетчей

Следующий код позволяет вам контролировать серводвигатель на пине 2 с помощью потенциометра на аналоговом 0.

Следующий код — это поворот (пинг/понг) на выводе A0 с переменной скоростью.

Дополнительные возможности

Управление сервоприводами на Ардуино очень простое и мы можем использовать еще несколько интересных фишек.

Контроль точного времени импульса

Ардуино имеет встроенную функцию servo.write(градусы), которая упрощает управление сервомоторами. Однако не все сервоприводы соблюдают одинаковые тайминги для всех позиций. Обычно 1 миллисекунда означает 0 градусов, 1,5 миллисекунды — 90 градусов, и, конечно, 2 миллисекунды означают 180 градусов. Некоторые сервоприводы имеют меньший или больший диапазон.

Для лучшего контроля мы можем использовать функцию servo.writeMicroseconds(микросекунды), которая в качестве параметра принимает точное количество микросекунд. Помните, 1 миллисекунда равна 1000 мкс.

Несколько сервоприводов

Чтобы использовать более одного сервопривода в Ардуино нам нужно объявить несколько серво-объектов, прикрепить разные контакты к каждому из них и обратиться к каждому индивидуально. Итак, нам нужно объявить объекты — столько сколько нам нужно:

Читайте также:  Штраф за летнюю резину зимой можно ли ездить на шинах не по сезону в 2020 году

Затем нам нужно прикрепить каждый объект к сервомотору. Помните, что каждый сервопривод использует отдельный пин:

В конце концов, мы должны обращаться к каждому объекту индивидуально:

Подключение. Земля сервоприводов идёт на GND Arduino, питание на 5В или VIN (в зависимости от входа). И, в конце концов, каждый привод должен быть подключен к отдельному цифровому выводу.

Вопреки распространенному мнению, сервоприводами не нужно управлять через пины PWM — любой цифровой пин подойдет и будет работать.

Управление мышью

Чтобы управлять серво с помощью мыши, вот простой код:

Вам не обязательно использовать этот код, вы также можете отправлять команды на плату arduino с серийного монитора Arduino IDE. Позиция сервопривода от 0 до 180 — это команды 0 и 180 сек соответственно.

В основном этот код берет позицию mouseX (от 0 до 720) и делит на 4, чтобы получить угол для сервопривода (0-180). Наконец, значение выводится на последовательный порт с префиксом ‘s’.

Примечание: «s» на самом деле должен быть суффиксом, но поскольку это повторяется, это не имеет значения для результата.

Не забудьте сначала проверить с помощью println(Serial.list ()) COM-порт, который следует использовать.

Сервоприводы с непрерывным вращением

Существует специальные типы сервоприводов, обозначенные как сервоприводы непрерывного вращения. В то время как нормальный сервопривод переходит в определенную позицию в зависимости от входного сигнала, сервопривод непрерывного вращения вращается по часовой стрелке или против часовой стрелки со скоростью, пропорциональной сигналу.

Например, функция Servo1.write(0) заставит сервомотор вращаться против часовой стрелки на полной скорости. Функция Servo1.write(90) остановит двигатель, а Servo1.write(180) будет вращать вал по часовой стрелке на полной скорости.

Таким сервоприводам нашли несколько применений, но нужно понимать, что они достаточно медленные. Один из вариантов — микроволновая печь, когда есть необходимость в двигателе для вращения продуктов питания. Но будьте осторожны, микроволны — опасное дело!

Arduino и серводвигатели

На нашем сайте продолжаем демонстрировать уроки для начинающих пользователей Arduino. Сегодняшний урок будет посвящен устройству, работающего на сервоприводе. Такой механизм применяется робототехнике, а в частности, для воспроизведения движений различных роботов, и трекеров для солнечных батарей . В данной статье представлено не только описание устройства, но видео, в котором показан порядок сбора устройства.

Для начала необходимо разобраться, что собой представляет сервопривод. Это такой механизм, местоположением которого можно управлять. Главным отличием от обычного мотора является то, что можно изменить положение вала в необходимое положение, путем введение координат. Как говорилось ранее, мотор применяется для имитации движений роботов.

Видео по сборке модели можно посмотреть в самом конце статьи.

Читайте также:  Можно ли буксовать на автомате и чем вреден дрифт Как правильно ездить по бездорожью, снегу, грязи н

Для того, чтобы собрать такой механизм понадобится:

  • Плата Arduino;
  • 3 провода;
  • Мотор;
  • скачать программу Arduino IDE.

Схема подключения устройства выглядит следующим образом

Чтобы собранный механизм начал работу понадобится программа, которая уже была скачана с официального сайта.

С помощью последних четырех команд в этом коде вписываются специальные цифры, обозначающие угол поворота вала, а также время, которое выдерживается до следующего поворота. Эти цифры легко изменить. В видео-инструкции было введено такое значение 0-1000-90-1000. Оно обозначает, что поворот осуществляется на 90° с периодом ожидания в 1000 миллисекунд. Время ожидание в данной программе необходимо указывать именно в миллисекундах. Чтобы произвести данную процедуру еще раз используется функция loop.

При сборке данного механизма первый раз использовалась библиотека. Она представляет собой дополнительные команды, которые служат для выполнения работы в упрощенном варианте. В этом примере используется такой набор команд, разработанный специально для Servo h.

Собранное устройство выглядит так:

И видео в студию..

Как построить 3D-принтер без единого шаговика

Данная статья не является руководством к повторению продукта высокого полета моей технической фантазии. Поэтому полного BOM-списка и подробного описания всех этапов постройки Вы здесь не найдёте. В моём принтере много спорных, а также бесспорно не удачных решений, во многом является примером того, как делать нельзя, поэтому на данный момент прошу его считать скорее рабочим прототипом, чем готовым к повторению устройством. Однако прототип получился вполне себе рабочим, уже некоторое время меня радует своим существованием и производит неплохие, по моему мнению, отпечатки ;). И определенно данная статья будет интересна аудитории 3дешника, которая очень терпима ко всевозможным принтерам из желудей и палок.

БЛИЗКИЕ ПО ТЕМЕ ПУБЛИКАЦИИ:

  1. Как самостоятельно построить свой Ultimaker
  2. Собираю принтер PLYWOOD BOX 3D. Введение.
  3. 3D принтер вариация “SmartrapCore” на рельсах без печатных деталей
  4. 3D принтер с кинематикой H-BOT, на рельсах в корпусе ULTi / нестандартный Спринтер
  5. Теперь я знаю каким НЕ должен быть 3D принтер

Сборка робота-гуманоида InMoov. Плечо и туловище

Итак, что мы делаем дальше. В этой инструкции мы будем собирать плечо (shoulder) и туловище (torso) одновременно. Я, конечно, собирал бы их отдельно, но уже сделал фотографии в таком виде, и разбирать робота для новых фотографий – нет смысла.

БЛИЗКИЕ ПО ТЕМЕ ПУБЛИКАЦИИ:

  1. Сборка робота-гуманоида InMoov. Дополнения и уточнения
  2. Сборка робота-гуманоида InMoov. Бицепс
  3. Сборка робота-гуманоида InMoov. Предплечье и кисть
  4. Сборка робота-гуманоида InMoov. О проекте и авторе
  5. Сборка робота-гуманоида InMoov. BOM и схемы подключения

Сборка робота-гуманоида InMoov. Бицепс

Оригинал статьи на английском языке смотрите по ссылке.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector