Сервоуправление - Servo control

Подключение сервопривода и приемника
Серводвигатель Sinais controle.JPG

Сервоуправление достигается путем отправки сервопривода ШИМ (широтно-импульсная модуляция ) сигнал, серия повторяющихся импульсов переменной ширины, где либо ширина импульса (наиболее распространенные современные сервоприводы для хобби), либо рабочий цикл последовательности импульсов (сегодня реже) определяет положение, которое должно быть достигнуто сервоприводом. Сигнал ШИМ может исходить от радиоуправление приемник в сервопривод или из общего микроконтроллеры такой как Ардуино.

Маленькие сервоприводы для хобби (часто называемые радиоуправлением или RC сервоприводами) подключаются через стандартное трехпроводное соединение: два провода для источника питания постоянного тока и один для управления, по которому передаются управляющие импульсы.

Параметрами для импульсов являются минимальная ширина импульса, максимальная ширина импульса и частота следования. Учитывая ограничения вращения сервопривода, нейтраль определяется как центр вращения. Различные сервоприводы будут иметь разные ограничения на их вращение, но нейтральное положение всегда составляет ширину импульса около 1,5 миллисекунд (мс).

Длительность импульса

ServoPwm.png

В современных сервоприводах RC угол механического вращения определяется шириной электрического импульса, подаваемого на провод управления. Это форма широтно-импульсная модуляция. Типичный RC-сервопривод ожидает увидеть импульс каждые 20 мс, однако он может варьироваться в широком диапазоне, который отличается от сервопривода к сервоприводу. Ширина импульса определяет, как далеко вращается двигатель. Например, во многих сервоприводах с дистанционным управлением импульс 1,5 мс заставит двигатель повернуться в положение 90 ° (нейтральное положение). Низкое время (и общий период) может изменяться в широком диапазоне и варьироваться от одного импульса к другому, без какого-либо влияния на положение серводвигателя.

Современное положение сервопривода RC определяется не рабочим циклом ШИМ (то есть временем включения и выключения), а только шириной импульса. (Это отличается от ШИМ, используемого, например, в некоторых системах управления скоростью двигателя постоянного тока). Большинство сервоприводов RC перемещаются в одно и то же положение, когда они получают импульс 1,5 мс каждые 6 мс (рабочий цикл 25%), и когда они получают импульс 1,5 мс каждые 25 мс (рабочий цикл 6%) - в обоих случаях, они поворачиваются в центральное положение (нейтральное положение). Со многими сервоприводами RC, пока частота обновления (сколько раз в секунду отправляется импульс, иначе говоря, частота повторения импульсов) находится в диапазоне от 40 Гц до 200 Гц, точное значение частоты обновления не имеет значения.[1][2][3][4][5][6][7][8][9]

Период 20 мс (50 Гц) происходит от дней, когда сигнал был закодирован в PPM (импульсно-позиционная модуляция ) формат для отправки по воздуху.[10] Период PPM составлял около 22,5 мс, и преобразование в PWM было тривиальным: время высокого состояния PWM было временным положением импульса PPM для этого сервопривода.

Большинство RC-приемников посылают импульсы на RC-сервопривод с некоторой постоянной частотой кадров, изменяя только максимальное время. Однако можно дать команду сервоприводу RC перемещаться по всему диапазону с помощью функционального генератора, установленного на постоянный рабочий цикл 10%, изменяя только частоту (частоту кадров).[11]

Сила

Когда этим сервоприводам будет дана команда двигаться, они переместятся в положение и сохранят это положение. Если внешняя сила давит на сервопривод, когда сервопривод удерживает позицию, сервопривод будет сопротивляться выходу из этого положения. Максимальное количество силы, которое может оказать сервопривод, является номинальным крутящим моментом сервопривода. Однако сервоприводы будут удерживать свои позиции только на время тайм-аута; импульс положения должен быть повторен, обычно в течение 20 мсек, чтобы сервопривод оставался на месте.

Вариации

Когда на сервопривод подается импульс длительностью менее 1,5 мс, сервопривод поворачивается в положение и удерживает выходной вал на некоторое количество градусов против часовой стрелки от нейтральной точки. Когда импульс шире 1,5 мс, происходит обратное. Минимальная и максимальная ширина импульса, который заставит сервопривод повернуться в допустимое положение, являются функциями каждого сервопривода. У разных марок и даже у разных сервоприводов одной марки будут разные максимумы и минимумы. Обычно минимальный импульс будет иметь ширину около 1 мс, а максимальный импульс будет иметь ширину 2 мс.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Рон Лунд. «Информация о частоте сервопривода и ширине центрального импульса» В архиве 2013-01-19 в Wayback Machine.
  2. ^ Боб Блик. «Сервоимпульсный преобразователь в ШИМ» «Скорость, с которой импульсы отправляются на сервопривод, относительно не важна».
  3. ^ Общество роботов: сервоприводы.
  4. ^ Пололу. «Подробнее об интерфейсе сервоуправления» «сигналы сервоуправления ... частота последовательности импульсов не влияет на положение сервопривода, если ширина импульса остается прежней».
  5. ^ «Введение в программирование серводвигателей»
  6. ^ «Понимание ШИМ».
  7. ^ "сервоприводы".
  8. ^ 4QD-TEC."Сервопривод положения ширины импульса".
  9. ^ «Сервоуправление».
  10. ^ serge.laforest.free.fr.
  11. ^ "Управление серводвигателем".

внешняя ссылка