Servomotorens arbejdsprincip og grænseflade med 8051 mikrokontroller

Servomotorens arbejdsprincip og grænseflade med 8051 mikrokontroller

Servomotorer er selvstændige mekaniske enheder, der bruges til at styre maskinerne med stor præcision. Disse findes i mange applikationer fra legetøj til industriel automatisering. Der findes forskellige slags motorer, men servomotorer er specielt designet til specifik vinkelposition til styring af maskinerne. Normalt bruges servomotoren til at styre vinkelbevægelsen mellem 0 ° til 180 ° og 0 ° til 90 °. Det servomotorens arbejdsprincip baseret på PWM ( pulsbreddemodulation ) impulser.



Servomotor

Servomotor

Servomotorgrænseflade med 8051 mikrokontroller

En servomotor er en af ​​de mest anvendte motorer til præcis vinkelbevægelse. Fordelen ved at bruge en servomotor er, at motorens vinkelposition kan styres uden nogen feedbackmekanisme. Servomotorer bruges normalt i kommercielle og industrielle applikationer . De bruges også i vid udstrækning som i drevsystemer som robotter, fly osv.






Interfacing Servomotor med 8051 Microcontroller

Interfacing servomotor med 8051 mikrokontroller

Hobby servomotorens arbejdsprincip og betjening er meget enkel, den bestod af tre ledninger, hvor to af dem (sort og rød) bruges til at levere strøm, og den tredje ledning bruges til at give styresignal. Pulsbreddemoduleret (PWM) bølger anvendes som styresignaler, og vinkelpositionen er bestemt af bredden af ​​pulsen ved kontrolindgangen. I denne artikel bruger vi en servomotor med en rotationsvinkel fra 0-180 °, og vinkelpositionen kan styres ved at variere arbejdscyklusser mellem 1 ms og 2 ms.



Her grænsefladen mellem servomotoren og 8051 mikrokontroller , den sorte ledning, der er tilsluttet jordstiften, og motoren får strømmen fra den røde ledning. Kontrol af servomotortilsluttet port0 på 8051 mikrokontroller. 11.0592MHz krystaloscillatoren bruges til at give uret pulserende til mikrocontrolleren og 22pf keramiske kondensatorer, der bruges til at stabilisere driften af ​​krystal. 10KΩ og 10uf kondensator bruges til at give strømmen ved nulstilling til mikrocontrolleren.

Styring af en servomotor med vinkelrotationer

Servomotorens arbejdsprincip afhænger hovedsageligt af driftscyklusser. Det bruger PWM-bølger (Pulse Width Modulated) som styresignaler. Rotationsvinklen er bestemt ved hjælp af kontrolpindens pulsbredde. Her bruges servomotoren til rotationsvinkel fra 0 til 180 grader. Vi kan styre den nøjagtige vinkelposition ved at variere pulsen mellem 1ms og 2ms.

Styring af en servomotor med vinkelrotationer

Styring af en servomotor med vinkelrotationer

Servomotor programmering Med vinkelrotationer

#omfatte
Sbit servomotor_pin = P0 ^ 5
Annulleret forsinkelse (usigneret int)
Ugyldig servo_forsinkelse (usigneret int)
Ugyldig hoved ()
{
Servomotor_pin = 0x00
Gør
{
// drej til 0 °
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_forsinkelse (50)
Servomotor_pin = 0x00
Forsinkelse (1000)
// drej til 90 grader
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_forsinkelse (82)
Servomotor_pin = 0x00
Forsinkelse (1000)
// drej til 180 grader
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_forsinkelse (110)
Servomotor_pin = 0x00
Forsinkelse (1000)
Mens (1)
}
}
Annulleret forsinkelse (usigneret int a)
{
Usigneret int p
For (p = 0p For (p = 0p<250p++)
}
Ugyldig servo_forsinkelse (usigneret int a)
{
Usigneret int p
For (p = 0p For (p = 0p<250p++)
}


Servomotorens arbejdsprincip

Servomotorens funktionsprincip afhænger hovedsageligt af 'Fleming left hand rule'. Dybest set er servomotorer tilpasset med DC-motorer , en positionsføler, en reduktion af gearet og et elektronisk kredsløb. DC-motorerne opnår strøm fra et batteri og kører med høj hastighed og lavt drejningsmoment. Vi samlede aksel og gear forbundet til jævnstrømsmotorer, så vi kan øge og sænke motorhastigheden gradvist.

Positionssensoren registrerer akselens placering fra sin faste position og sender informationen til kontrolkredsløbet. Kontrolkredsløbet afkoder signalerne i overensstemmelse hermed fra positionssensoren og sammenligner motorernes faktiske placering med den foretrukne position og kontrollerer følgelig DC-motorens rotationsretning for at få den nødvendige position. Generelt kræver servomotoren 4,8 V til 6 V jævnstrømforsyning.

Servomotoren styres af en seriel port kommandoer

Hovedintentionen med dette projekt er at styre servomotoren ved hjælp af en personlig computer. Det har brug for en enkelt kontrollinje fra mikrokontrolleren og den serielle inputlinje, fra den serielle port til pc'en for at sende kommandoer til kredsløbet. Timingskilden leveres af krystaloscillatoren. Designet servomotorkredsløb, der er grænseflade til computeren ved hjælp af det serielle kabel og niveauskifteren, åbner derefter 'Hyper Terminal' -softwaren på pc'en for at vælge computerens komport.

Servomotorstyring med serielle portkommandoer

Servomotorstyring med serielle portkommandoer

Når kommandoerne er sendt fra pc'en til pc'en til mikrocontrolleren gennem hyperterminalen med en niveauskifter, får mikrocontrolleren disse data og sammenligner dem med de foruddefinerede data og genererer tilsvarende signaler for at aktivere motordriveren til at køre den på ønsket hastighed. Mange mikrokontroller projekter udviklet baseret på servomotor som balanceringsrobotter, banehelikoptere og så videre. Vi kan bruge servomotor til sikkerhedsformål ved at grænseflade til det trådløse kamera, da vi kan kontrollere kameraets 360-afvigelse.

Selvbalancerende robot

Den selvbalancerende robot er i stand til at balancere sig selv ved hjælp af servomotorer. Denne robot er samlet ved hjælp af med strukturelle, mekaniske og elektroniske komponenter, der producerer synligt ubalanceret platform, der er meget velegnet til at vippe i en opstilling. Robotens hjul er i stand til uafhængig rotation på to måder, som drives af en servomotor. Oplysninger om enhedens vinkel i forhold til jorden fås fra vippesensorer på enheden.

Selvbalancerende robot

Selvbalancerende robot

Hældningssensoren kan være et accelerometer, gyroskopisk sensor eller IR-sensor (for at måle afstanden til jorden). Sensorerne sender information til styreenheden, som behandler feedback ved hjælp af en grundlæggende proportional, integreret, afledt (PID) algoritme til at generere kompenserende positionskontrolsignaler til servomotorer for at balancere enheden.

Servomotorapplikationer

  • Det bruges i pressemaskiner til at skære stykkerne i størrelse
  • Det bruges i sukkerpåfyldningsstationen
  • Det bruges i mærkningsprogrammer
  • Det bruges Pakningssystem med tilfældig timing-funktion
  • Det bruges Brugt i fly

Fordele ved servomotor

  • Hvis en motor får tung belastning, øger føreren strømmen til motorspolen, da den bestræber sig på at rotere motoren. Der er hovedsageligt ingen tilstand uden for trin.
  • Betjening med høj hastighed er mulig med servomotorer.

Dette handler om servomotorens arbejdsprincip og grænseflade med 8051 mikrokontroller Yderligere, for teknisk hjælp til denne artikel eller elektronikprojekter der er designet ved hjælp af interface-enheder som RTC, OLED, flash-hukommelse, tilpasset LCD, berøringsskærmskærme osv. Du kan henvende dig til os ved at give dine kommentarer i kommentarfeltet nedenfor.