什么是伺服电机?
A 伺服电机是一种可以高精度旋转的电机。通常,这种类型的电机包含一个控制电路,该电路提供电机轴当前位置的反馈,这种反馈使伺服电机能够高精度旋转。如果你想以特定的角度或距离旋转物体,那么你可以使用伺服电机。它只是由一个简单的电机组成,通过伺服机构运行 伺服机构。如果电机由直流电源供电则称为直流伺服电机,如果电机由交流电源供电则称为交流伺服电机。在本教程中,我们将仅讨论直流伺服电机的工作。除了这些主要分类之外,根据齿轮布置类型和操作特性,还有许多其他类型的伺服电机。伺服电机通常配有齿轮装置,使我们能够在小而轻的封装中获得非常高扭矩的伺服电机。由于这些特性,它们被用于许多应用,如玩具车、遥控直升机和飞机、机器人等。
伺服电机的额定值为 kg/cm(千克每厘米),大多数业余爱好伺服电机的额定值为 3kg/cm、6kg/cm 或 12kg/cm。这个公斤/厘米告诉您伺服电机在特定距离可以提升多少重量。例如:6kg/cm的伺服电机如果将负载悬挂在距电机轴1cm处,则应能举起6kg,距离越大,承载能力越小。伺服电机的位置由电脉冲决定,其电路放置在电机旁边。
伺服电机工作机构
它由三部分组成:
受控设备
输出传感器
反馈系统
它是一个闭环系统,使用正反馈系统来控制轴的运动和最终位置。这里,该设备由反馈信号控制,该反馈信号是通过比较输出信号和参考输入信号而生成的。
这里,参考输入信号与参考输出信号进行比较,第三个信号由反馈系统产生。该第三信号充当控制设备的输入信号。只要生成反馈信号或者参考输入信号和参考输出信号之间存在差异,该信号就存在。因此,伺服机构的主要任务是在存在噪声的情况下将系统的输出保持在期望值。
伺服电机工作原理
伺服系统由电机(直流或交流)、电位器、齿轮组件和控制电路组成。首先,我们使用齿轮组件来降低转速并增加电机的扭矩。假设在伺服电机轴的初始位置,电位器旋钮的位置使得电位器的输出端口没有产生电信号。现在,将电信号提供给误差检测放大器的另一个输入端子。现在,这两个信号之间的差异(一个来自电位计,另一个来自其他源)将在反馈机制中进行处理,并以误差信号形式提供输出。该错误信号作为电机的输入,电机开始旋转。现在电机轴与电位器连接,当电机旋转时,电位器就会产生信号。因此,当电位器的角位置发生变化时,其输出反馈信号也会发生变化。一段时间后,电位器的位置到达电位器的输出与外部提供的信号相同的位置。在这种情况下,由于外部施加的信号和电位器产生的信号之间没有差异,因此放大器不会向电机输入输出信号,并且在这种情况下电机停止旋转。
将伺服电机与微控制器连接:
将业余爱好伺服电机(例如 s90 伺服电机)与 MCU 进行连接非常简单。 舵机有三根电线。其中两个将用于电源(正和负),一个将用于从 MCU 发送的信号。 MG995金属齿轮伺服电机 最常用于遥控车、人形机器人等。MG995的图片如下所示:
MG995-金属齿轮伺服电机 伺服电机三线
您的伺服电机的颜色编码可能有所不同,因此请检查相应的数据表。
所有伺服电机都直接与 +5V 电源轨一起工作,但如果您计划使用两个以上的伺服电机,我们必须小心电机消耗的电流量,应设计适当的伺服屏蔽。
控制伺服电机:
所有电机都有三根电线。其中两个将用于电源(正和负),一个将用于从 MCU 发送的信号。
伺服电机由控制线提供的 PWM(脉冲调制)控制。存在最小脉冲、最大脉冲和重复率。伺服电机可以从中立位置向任一方向转动 90 度。伺服电机预计每 20 毫秒 (ms) 看到一个脉冲,脉冲的长度将决定电机转动的距离。例如,1.5ms 脉冲将使电机转动到 90° 位置,例如,如果脉冲短于 1.5ms,轴会移动到 0°,如果脉冲长于 1.5ms,则会将舵机转动到 180°。
伺服电机采用 PWM(脉冲宽度调制) 原理,即其旋转角度由施加到其上的脉冲持续时间控制控制密码。伺服电机基本上由 直流电机组成,由可变电阻器(电位器)和一些齿轮控制。直流电机的高速力通过齿轮转换为扭矩。我们知道功=力X距离,在直流电机中,力较小,距离(速度)较高,而在伺服中,力较高,距离较小。电位器连接到舵机输出轴,计算角度并在所需角度停止直流电机。
伺服电机控制
伺服电机可以从 0 度旋转到 180 度,但最高可达 210 度,具体取决于制造情况。这种旋转程度可以通过向其控制引脚施加适当宽度的电脉冲来控制。伺服每 20 毫秒检查一次脉冲。 1ms(1毫秒)宽度的脉冲可以将舵机旋转到0度,1.5ms可以将舵机旋转到90度(中位),2ms脉冲可以将舵机旋转到180度。
所有伺服电机都直接与 +5V 电源轨一起工作,但如果您计划使用两个以上的伺服电机,我们必须小心电机消耗的电流量,应设计适当的伺服屏蔽。
文章评论