Arduino mit Servomotor
Durch die Verwendung von Arduino mit Servomotoren können wir seine Wellenposition präzise steuern, da Servomotoren an einem Rückkopplungsmechanismus arbeiten, um seine Wellenposition zu bestimmen. Die Wellenposition wird ständig mit einem eingebauten Potentiometer im Servomotor gemessen, der sie mit der vom Mikrocontroller (z. B. dem Arduino) eingestellten Zielposition vergleicht. Durch Berechnung des Fehlers zwischen Soll- und Ist-Position passt der Mikrocontroller seine Abtriebswelle an die Soll-Position an. Dieses ganze System kann als beschrieben werden Closed-Loop-System .
Arduino steuert Servomotoren mit einem PWM-Signal. Dieses Steuersignal wird an den Steuerstift des Servomotors gegeben. Die Breite des PWM-Signals bestimmt die Wellenposition. Die folgende Tabelle zeigt eine Veranschaulichung der Positionssteuerung des Servomotors mit einem PWM-Signal
| PWM-Breite (ms) | Wellenposition (Winkel) |
|---|---|
| 1 ms | 0˚ Grad Min |
| 1,5 ms | 90° Neutral |
| 2ms | 180˚ Grad max |
Servomotoren benötigen im Allgemeinen alle 20 ms oder 50 Hz einen PWM-Impuls. Die meisten RC-Servomotoren können in einem Bereich von 40 bis 200 Hz gut funktionieren.
Servomotorstifte
Die meisten mit Arduino verwendeten Servomotoren haben drei Pins.
- Boden Servomotoren haben einen GND-Pin, der normalerweise in schwarzer Farbe geliefert wird.
- Power-Pin Ein 5-V-Pin wird benötigt, um den Servomotor mit Strom zu versorgen. Power-Pin ist normalerweise in roter Farbe.
- Steuerstift Die Wellenbewegung des Servomotors wird über den Steuerstift gesteuert. Dieser Pin ist mit einem digitalen Arduino-Pin verbunden.
Servomotoren sind in verschiedenen Farbschemata erhältlich, aber die gute Nachricht ist, dass alle Servomotoren Pins in der Regel in der gleichen Reihenfolge haben, nur die Farbcodierung ist unterschiedlich.
Drahtservo mit Arduino
Die meisten Servomotoren laufen mit 5V. Um das Servo mit Arduino mit Strom zu versorgen, müssen wir einen 5-V-Pin von Arduino mit dem Servo-Power-Pin verbinden. Arduino hat einen begrenzten Bereich zum Ziehen von Strom. Normalerweise können ein oder zwei Motoren an Arduino angeschlossen werden. Um mehrere Servomotoren mit Arduino zu steuern, müssen wir sie mit externer Versorgung versorgen.
Beim Einschalten des Servos sollte die folgende Pin-Konfiguration beachtet werden:
| Servomotorstift | Arduino-Pin |
|---|---|
| Leistung (rot) | 5V Pin oder externe Stromversorgung |
| Masse (schwarz oder braun) | Netzteil und Arduino GND |
| Steuerstift (Gelb, Orange oder Weiß) | Digitaler Pin von Arduino |
Um Servomotoren mit Arduino zu verbinden, sind folgende zwei Konfigurationen möglich:
- Verdrahten Sie mit Arduino 5V Pin
- Verdrahten Sie mit externer Versorgung mit Arduino
Draht mit Arduino 5V Pin
Der Servomotor kann mit einem Arduino 5V-Pin eingeschaltet werden, aber eine Sache, die Sie im Auge behalten sollten, ist, dass der Arduino dem Servo maximal 500mA Strom geben kann. Wenn Motoren Strom über diese Grenze hinaus ziehen, wird das Arduino automatisch zurückgesetzt und es kann auch zu einem Stromausfall kommen.
Es folgt die bildliche Darstellung der Arduino-Verbindung mit Servomotor:
Hier ist der digitale Pin 9 von Arduino mit dem Steuerpin des Servomotors verbunden, während der Strom- und GND-Pin des Servos mit 5 V bzw. dem GND-Pin von Arduino verbunden ist.
Draht mit externer Versorgung mit Arduino
Arduino kann Servomotoren mit begrenztem Strom versorgen, weshalb wir eine externe Stromversorgung anschließen müssen. Mit einer separaten Stromquelle für Servomotoren können wir beliebig viele Motoren mit Arduino verbinden, aber denken Sie an die digitalen Pins, die auf Arduino-Boards verfügbar sind. Wenn Sie mehrere Servomotoren anschließen möchten, wird empfohlen, Arduino Mega oder Arduino Shields zu verwenden, die mehr Pins für alle Motoren bereitstellen können.
Hier ist der Strom- und Erdungsstift des Servomotors über externe Stromversorgungsstifte verbunden, während der Steuerstift wie in der obigen Konfiguration mit dem digitalen Stift von Arduino verbunden ist.
Fazit
Servomotoren sind eine großartige Möglichkeit, Robotikprojekte zu entwerfen. Aufgrund ihrer Flexibilität in Bezug auf Steuerungsmechanismen erhalten Arduino-Benutzer die Möglichkeit, Projekte ihrer Wahl zu entwerfen. Ein Servomotor kann über seine Stromversorgung und seine digitalen Pins mit einem Arduino verbunden werden. Suchen Sie immer nach dem Energiebedarf des Motors, bevor Sie ihn an Arduino anschließen. Um die mehreren Motoren mit Arduino zu verbinden, müssen Sie eine externe Stromversorgung verwenden.