Servomotoren zijn zelfstandige mechanische apparaten die worden gebruikt om de machines met grote precisie te besturen. Deze zijn terug te vinden in veel toepassingen, van speelgoed tot industriële automatisering. Er zijn verschillende soorten motoren, maar servomotoren zijn speciaal ontworpen voor een specifieke hoekpositie om de machines te besturen. Gewoonlijk wordt de servomotor gebruikt om de hoekbeweging te regelen tussen 0 ° tot 180 ° en 0 ° tot 90 °. De servomotor werkingsprincipe gebaseerd op de PWM ( pulsbreedtemodulatie ) pulsen.
Servomotor
Servomotor-interface met 8051 Microcontroller
Een servomotor is een van de meest gebruikte motoren voor nauwkeurige hoekbewegingen. Het voordeel van het gebruik van een servomotor is dat de hoekpositie van de motor kan worden geregeld zonder enig feedbackmechanisme. De servomotoren worden meestal gebruikt in commerciële en industriële toepassingen Ze worden ook veel gebruikt zoals in aandrijfsystemen zoals robots, vliegtuigen etc.
Koppeling van servomotor met 8051 microcontroller
Het werkingsprincipe en de bediening van de hobby-servomotor is heel eenvoudig, het bestond uit drie draden waarvan twee (zwart en rood) werden gebruikt om stroom te leveren en de derde draad werd gebruikt om een stuursignaal te leveren. Pulsbreedte Gemoduleerde (PWM) golven worden gebruikt als stuursignalen en de hoekpositie wordt bepaald door de breedte van de puls aan de stuuringang. In dit artikel gebruiken we een servomotor met een rotatiehoek van 0-180 ° en de hoekpositie kan worden geregeld door de werkcycli te variëren tussen 1 ms en 2 ms.
Hier komt de servomotor in contact met 8051 microcontroller , de zwarte draad verbonden met de aardingspin en de motor krijgen de stroom van de rode draad. De besturing van de servomotor aangesloten poort0 van 8051 microcontroller. De 11.0592MHz kristaloscillator wordt gebruikt om de klok gepulseerd te leveren aan de microcontroller en 22pf keramische condensatoren die worden gebruikt om de werking van het kristal te stabiliseren. Een condensator van 10KΩ en 10uf wordt gebruikt om de microcontroller opnieuw in te schakelen.
Besturen van een servomotor met hoekrotaties
Het werkingsprincipe van de servomotor hangt voornamelijk af van de werkcycli. Het gebruikt Pulse Width Modulated (PWM) -golven als besturingssignalen. De draaihoek wordt bepaald door de pulsbreedte van de stuurpen. Hier wordt de servomotor gebruikt voor een draaihoek van 0 tot 180 graden. We kunnen de precieze hoekpositie regelen door de puls te variëren tussen 1 ms en 2 ms.
Besturen van een servomotor met hoekrotaties
Servomotorprogrammering met hoekrotaties
#inclusief
Sbit servomotor_pin = P0 ^ 5
Ongeldige vertraging (unsigned int)
Ongeldige servo_delay (unsigned int)
Void main ()
Servomotor_pin = 0x00
Doen
// draai naar 0 °
Servomotor_pin = 0x01
Vertraging (50)
Servomotor_pin = 0x00
Vertraging (1000)
// draai naar 90 graden
Servomotor_pin = 0x01
Vertraging (82)
Servomotor_pin = 0x00
Vertraging (1000)
// draai naar 180 graden
Servomotor_pin = 0x01
Vertraging (110)
Servomotor_pin = 0x00
Vertraging (1000)
Terwijl (1)
Ongeldige vertraging (unsigned int a)
Unsigned int p
Voor (p = 0p
Void servo_delay (unsigned int a)
Unsigned int p
Voor (p = 0p
Servomotor werkingsprincipe
Het werkingsprincipe van de servomotor hangt voornamelijk af van de ‘Fleming left hand rule’. In principe zijn servomotoren aangepast met DC-motoren , een positiesensor, een tandwielreductie en een elektronisch circuit. De DC-motoren worden gevoed door een batterij en werken met hoge snelheid en laag koppel. We hebben as en tandwiel gemonteerd die zijn verbonden met DC-motoren, waarna we de motorsnelheid geleidelijk kunnen verhogen en verlagen.
De positiesensor detecteert de locatie van de as vanuit zijn vaste positie en stuurt de informatie naar het regelcircuit. Het stuurcircuit decodeert de signalen dienovereenkomstig van de positiesensor en vergelijkt de werkelijke locatie van de motoren met de voorkeurspositie en regelt dienovereenkomstig de draairichting van de gelijkstroommotor om de noodzakelijke positie te krijgen. Over het algemeen heeft de servomotor een voeding van 4,8 V tot 6 V DC nodig.
De servomotor die door een seriële poort wordt bestuurd
De belangrijkste bedoeling van dit project is om de servomotor te besturen met behulp van een personal computer. Er is een enkele besturingslijn nodig vanaf de microcontroller en de seriële ingangslijn, vanaf de seriële poort van de pc om opdrachten naar het circuit te sturen. De timingbron wordt geleverd door de kristaloscillator. Ontworpen servomotorcircuit dat is aangesloten op de computer met behulp van de seriële kabel en de niveauverschuiver en open vervolgens de ‘Hyper Terminal’ -software op de pc om de comport van de computer te selecteren.
Servomotorbesturing via seriële poortopdrachten
Zodra de opdrachten van de personal computer (pc) naar de microcontroller zijn verzonden via de hyperterminal met een level shifter, verkrijgt de microcontroller deze gegevens en vergelijkt ze met de vooraf gedefinieerde gegevens en genereert overeenkomstige signalen om de motorbesturing te activeren om deze op de gewenste snelheid. Veel microcontroller projecten ontwikkeld op basis van servomotor zoals balanceringsrobots, landingsbaanhelikopters enzovoort. We kunnen servomotor gebruiken voor veiligheidsdoeleinden door een interface te hebben met een draadloze camera, omdat we camera 360 kunnen afdwalen.
Zelfbalancerende robot
De zelfbalancerende robot is in staat zichzelf te balanceren met behulp van de servomotoren. Deze robot is geassembleerd met structurele, mechanische en elektronische componenten die een zichtbaar ongebalanceerd platform produceren dat zeer geneigd is om in één uitlijning te kantelen. De wielen van de robot kunnen op twee manieren onafhankelijk roteren, die worden aangedreven door een servomotor. Informatie over de hoek van het apparaat ten opzichte van de grond wordt verkregen uit kantelsensoren op het apparaat.
Zelfbalancerende robot
De kantelsensor kan een versnellingsmeter, gyroscopische sensor of IR-sensor (afstand meten tot de grond). De sensoren sturen informatie naar de besturingseenheid, die de feedback verwerkt met behulp van een proportioneel, integraal, afgeleid (PID) -algoritme om compenserende positieregelsignalen naar de servomotoren te genereren om het apparaat in balans te brengen.
Servomotor-toepassingen
- Het wordt gebruikt in persmachines om de stukken op maat te snijden
- Het wordt gebruikt in het Sugar-vulstation
- Het wordt gebruikt in labeltoepassingen
- Het wordt gebruikt Verpakkingssysteem met willekeurige timingfunctie
- Het wordt gebruikt in vliegtuigen
Voordelen van servomotor
- Als een motor zwaar wordt belast, zal de bestuurder de stroom naar de motorspoel verhogen terwijl hij probeert de motor te draaien. Er is voornamelijk geen uit-stap-toestand.
- Hoge snelheidswerking is mogelijk door de servomotoren.
Dit gaat allemaal over het werkingsprincipe van de servomotor en interfacing met 8051 microcontroller . Bovendien, voor technische hulp met betrekking tot dit artikel of elektronica projecten die zijn ontworpen met behulp van interfaceapparaten zoals RTC, OLED, flash-geheugen, aangepaste LCD, touchscreen-displays, enz. U kunt ons benaderen door uw opmerkingen in het commentaargedeelte hieronder te geven.
