เซอร์โวมอเตอร์เป็นอุปกรณ์เชิงกลในตัวที่ใช้ในการควบคุมเครื่องจักรด้วยความแม่นยำสูง สิ่งเหล่านี้พบได้ในการใช้งานมากมายตั้งแต่ของเล่นไปจนถึงระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม มีมอเตอร์หลายประเภท แต่เซอร์โวมอเตอร์ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับตำแหน่งเชิงมุมเฉพาะเพื่อควบคุมเครื่องจักร โดยปกติเซอร์โวมอเตอร์จะใช้เพื่อควบคุมการเคลื่อนที่เชิงมุมระหว่าง 0 °ถึง 180 °และ 0 °ถึง 90 ° หลักการทำงานของเซอร์โวมอเตอร์ ขึ้นอยู่กับ PWM ( การมอดูเลตความกว้างของพัลส์ ) พัลส์
เซอร์โวมอเตอร์
เซอร์โวมอเตอร์เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051
เซอร์โวมอเตอร์เป็นหนึ่งในมอเตอร์ที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการเคลื่อนที่เชิงมุมที่แม่นยำ ข้อดีของการใช้เซอร์โวมอเตอร์คือสามารถควบคุมตำแหน่งเชิงมุมของมอเตอร์ได้โดยไม่ต้องใช้กลไกป้อนกลับใด ๆ มักใช้เซอร์โวมอเตอร์ใน การใช้งานเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม . นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายเช่นเดียวกับในระบบขับเคลื่อนเช่นหุ่นยนต์เครื่องบินเป็นต้น
การเชื่อมต่อเซอร์โวมอเตอร์กับไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051
หลักการทำงานและการทำงานของเซอร์โวมอเตอร์งานอดิเรกนั้นง่ายมากประกอบด้วยสายไฟสามเส้นโดยที่สองเส้น (สีดำและสีแดง) ใช้เพื่อจ่ายไฟและสายที่สามใช้เพื่อให้สัญญาณควบคุม คลื่น Pulse Width Modulated (PWM) ใช้เป็นสัญญาณควบคุมและตำแหน่งเชิงมุมจะถูกกำหนดโดยความกว้างของพัลส์ที่อินพุตควบคุม ในบทความนี้เราใช้เซอร์โวมอเตอร์ที่มีมุมการหมุนตั้งแต่ 0-180 °และสามารถควบคุมตำแหน่งเชิงมุมได้โดยการเปลี่ยนรอบการทำงานระหว่าง 1ms ถึง 2ms
ที่นี่เซอร์โวมอเตอร์เชื่อมต่อกับ ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 , สายสีดำที่เชื่อมต่อกับขากราวด์และมอเตอร์รับพลังงานจากสายสีแดง การควบคุมเซอร์โวมอเตอร์เชื่อมต่อพอร์ต 0 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 คริสตัลออสซิลเลเตอร์ 11.0592MHz ใช้เพื่อให้นาฬิกาพัลส์ไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์และตัวเก็บประจุเซรามิก 22pf ที่ใช้เพื่อทำให้การทำงานของคริสตัลมีเสถียรภาพ ตัวเก็บประจุ10KΩและ 10uf ใช้เพื่อให้พลังงานในการรีเซ็ตไมโครคอนโทรลเลอร์
การควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ด้วยการหมุนมุม
หลักการทำงานของเซอร์โวมอเตอร์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับรอบการทำงาน ใช้คลื่น Pulse Width Modulated (PWM) เป็นสัญญาณควบคุม มุมของการหมุนจะแม่นยำตามความกว้างพัลส์ของพินควบคุม ที่นี่ใช้เซอร์โวมอเตอร์สำหรับมุมการหมุนตั้งแต่ 0 ถึง 180 องศา เราสามารถควบคุมตำแหน่งเชิงมุมที่แม่นยำได้โดยการเปลี่ยนพัลส์ระหว่าง 1ms ถึง 2ms
การควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ด้วยการหมุนมุม
การเขียนโปรแกรมเซอร์โวมอเตอร์ด้วยการหมุนเชิงมุม
# รวม
Sbit servomotor_pin = P0 ^ 5
ความล่าช้าเป็นโมฆะ (int ไม่ได้ลงนาม)
เป็นโมฆะ servo_delay (int ไม่ได้ลงนาม)
โมฆะ main ()
{
Servomotor_pin = 0x00
ทำ
{
// เปลี่ยนเป็น 0 °
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (50)
Servomotor_pin = 0x00
ล่าช้า (1,000)
// หันไป 90 องศา
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (82)
Servomotor_pin = 0x00
ล่าช้า (1,000)
// หันไป 180 องศา
Servomotor_pin = 0x01
Sevo_delay (110)
Servomotor_pin = 0x00
ล่าช้า (1,000)
ในขณะที่ (1)
}
}
ความล่าช้าเป็นโมฆะ (ไม่ได้ลงนาม int a)
{
int p ที่ไม่ได้ลงนาม
สำหรับ (p = 0p
}
เป็นโมฆะ servo_delay (ไม่ได้ลงนาม int a)
{
int p ที่ไม่ได้ลงนาม
สำหรับ (p = 0p
}
หลักการทำงานของเซอร์โวมอเตอร์
หลักการทำงานของเซอร์โวมอเตอร์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ 'กฎมือซ้ายของเฟลมมิ่ง' โดยทั่วไปเซอร์โวมอเตอร์จะถูกปรับให้เข้ากับ มอเตอร์กระแสตรง เซ็นเซอร์ตำแหน่งเกียร์ทดรอบและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ มอเตอร์กระแสตรงใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และทำงานด้วยความเร็วสูงและแรงบิดต่ำ เราประกอบเพลาและเกียร์ที่เชื่อมต่อกับมอเตอร์กระแสตรงจากนั้นเราสามารถเพิ่มและลดความเร็วของมอเตอร์ได้เรื่อย ๆ
เซ็นเซอร์ตำแหน่งจะตรวจจับตำแหน่งของเพลาจากตำแหน่งคงที่และส่งข้อมูลไปยังวงจรควบคุม วงจรควบคุมจะถอดรหัสสัญญาณตามเซ็นเซอร์ตำแหน่งและเปรียบเทียบตำแหน่งจริงของมอเตอร์กับตำแหน่งที่ต้องการและควบคุมทิศทางการหมุนของมอเตอร์กระแสตรงเพื่อให้ได้ตำแหน่งที่จำเป็น โดยทั่วไปเซอร์โวมอเตอร์ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ 4.8V ถึง 6 V DC
การควบคุมเซอร์โวมอเตอร์โดยคำสั่ง Serial Port
ความตั้งใจหลักของโครงการนี้คือการควบคุมเซอร์โวมอเตอร์โดยใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ต้องใช้สายควบคุมเดียวจากไมโครคอนโทรลเลอร์และสายอินพุตอนุกรมจากพอร์ตอนุกรมของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเพื่อส่งคำสั่งไปยังวงจร แหล่งกำหนดเวลามีให้โดยคริสตัลออสซิลเลเตอร์ ออกแบบวงจรเซอร์โวมอเตอร์เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์โดยใช้สายเคเบิลอนุกรมและตัวเปลี่ยนระดับจากนั้นเปิดซอฟต์แวร์ 'Hyper Terminal' ในพีซีเพื่อเลือกการทำงานร่วมกันของคอมพิวเตอร์
การควบคุมเซอร์โวมอเตอร์โดยคำสั่ง Serial Port
เมื่อคำสั่งถูกส่งจากคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC) ไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ผ่านไฮเปอร์เทอร์มินัลพร้อมตัวเปลี่ยนระดับไมโครคอนโทรลเลอร์จะรับข้อมูลนี้และเปรียบเทียบกับข้อมูลที่กำหนดไว้ล่วงหน้าและสร้างสัญญาณที่เกี่ยวข้องเพื่อกระตุ้นให้ไดรเวอร์มอเตอร์ขับเคลื่อนไปที่ ความเร็วที่ต้องการ มากมาย โครงการไมโครคอนโทรลเลอร์ พัฒนาโดยใช้เซอร์โวมอเตอร์เช่นหุ่นยนต์ปรับสมดุลเฮลิคอปเตอร์รันเวย์และอื่น ๆ เราสามารถใช้เซอร์โวมอเตอร์เพื่อความปลอดภัยโดยการเชื่อมต่อกับกล้องไร้สายเพื่อควบคุมกล้อง 360 นอกคอก
หุ่นยนต์ปรับสมดุลด้วยตนเอง
หุ่นยนต์ปรับสมดุลตัวเองสามารถปรับสมดุลตัวเองได้ด้วยความช่วยเหลือของเซอร์โวมอเตอร์ หุ่นยนต์นี้ประกอบขึ้นโดยใช้ชิ้นส่วนโครงสร้างเครื่องจักรกลและอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างแพลตฟอร์มที่ไม่สมดุลอย่างเห็นได้ชัดซึ่งถูกกำจัดอย่างมากเพื่อให้ทิปในการจัดตำแหน่งเดียว ล้อของหุ่นยนต์สามารถหมุนอิสระได้สองแบบซึ่งขับเคลื่อนด้วยเซอร์โวมอเตอร์ ข้อมูลเกี่ยวกับมุมของอุปกรณ์ที่สัมพันธ์กับพื้นดินจะได้รับจาก เซ็นเซอร์เอียง บนอุปกรณ์
หุ่นยนต์ปรับสมดุลด้วยตนเอง
เซ็นเซอร์การเอียงอาจเป็นเครื่องวัดความเร่งเซ็นเซอร์วัดการหมุนวนหรือ เซ็นเซอร์ IR (เพื่อวัดระยะทางกับพื้น) เซ็นเซอร์จะส่งข้อมูลไปยังชุดควบคุมซึ่งจะประมวลผลข้อเสนอแนะโดยใช้อัลกอริธึมพื้นฐานสัดส่วนอนุพันธ์ (PID) เพื่อสร้างสัญญาณควบคุมตำแหน่งชดเชยไปยังเซอร์โวมอเตอร์เพื่อปรับสมดุลอุปกรณ์
การใช้งานเซอร์โวมอเตอร์
- ใช้ในเครื่องกดเพื่อตัดชิ้นงานให้ได้ขนาด
- ใช้ในสถานีเติมน้ำตาล
- ใช้ในการติดฉลาก
- ใช้ระบบบรรจุพร้อมฟังก์ชั่นจับเวลาแบบสุ่ม
- ใช้ในเครื่องบิน
ข้อดีของเซอร์โวมอเตอร์
- หากมอเตอร์รับภาระหนักคนขับจะเพิ่มกระแสไปที่ขดลวดของมอเตอร์เนื่องจากความพยายามในการหมุนมอเตอร์ โดยหลักแล้วไม่มีเงื่อนไขนอกขั้นตอน
- เซอร์โวมอเตอร์สามารถทำงานความเร็วสูงได้
ทั้งหมดนี้เกี่ยวกับหลักการทำงานของเซอร์โวมอเตอร์และ เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 นอกจากนี้สำหรับความช่วยเหลือด้านเทคนิคเกี่ยวกับบทความนี้หรือ โครงการอิเล็กทรอนิกส์ ที่ได้รับการออกแบบโดยใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อเช่น RTC, OLED, หน่วยความจำแฟลช, LCD แบบกำหนดเอง, หน้าจอสัมผัสเป็นต้นคุณสามารถติดต่อเราได้โดยแสดงความคิดเห็นของคุณในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง
