Was ist ein Servomotor? Wie benutzt man ihn? Wie wählt man ihn aus?

Einführung

Ein Servomotor ist ein Motor, der in einer vom Benutzer definierten Position präzise verharren kann. Er kann sich maximal um 180 Grad drehen. Schließlich übt er an der vorgegebenen Position ein mehr oder weniger starkes Drehmoment aus.

All diese Eigenschaften machen ihn zu einem sehr guten Motor für Projekte wie das Öffnen von Türen, Ventilen oder das Lenken eines Autos.

Um jedoch Hubschrauberpropeller zu drehen, ein Auto zu ziehen oder einen Dynamo anzutreiben, benötigen Sie einen Gleichstrommotor.

Wenn Sie einen Motor suchen, der seine Position hält und sich um 360 Grad dreht, können Sie sich für einen Schrittmotor entscheiden.

In diesem Kurs lernen wir zwei Möglichkeiten kennen, den Servomotor zu steuern: ein Programm, das den Servomotor von 0° bis 180° dreht und dann in seine Ausgangsposition zurückkehrt, und ein Programm, mit dem Sie Ihren Servomotor selbst über den seriellen Monitor steuern können.

Wie funktioniert es?

Ein Servomotor besteht aus mehreren Komponenten:

Ein kleiner Gleichstrommotor
Ein Getriebe, das die Drehzahl des Gleichstrommotors reduziert, aber das Drehmoment erhöht, um mehr Kraft zur Positionshaltung bereitzustellen.
Ein Potentiometer, das eine variable Spannung erzeugt, die proportional zum Winkel der Abtriebswelle ist.

Der Servomotor wird mit Pulsweitenmodulation (PWM) mit einer festen Frequenz von 50 Hz (T = 20 ms) gesteuert und die Dauer des hohen Zustands dieses Signals bestimmt die Position der Servomotorachse.

Das bedeutet, dass die Impulsdauer den absoluten Winkel der Abtriebswelle und damit die Position des Stellarms des Servomotors bestimmt.

Das Signal wird periodisch, typischerweise alle 20 Millisekunden, wiederholt. Dadurch kann die Elektronik die vom Potentiometer gemessene Winkelposition der Abtriebswelle kontinuierlich überwachen und korrigieren.

In diesem Fall werden die Impulse optimal an den absoluten Winkel der Abtriebswelle und die Position der Stellarme der Servomotoren angepasst.

Das Signal wird periodisch, im Abstand von 20 Millimetern, wiederholt. Zusätzlich kann das elektronische Potentiometer zur Ermittlung der aktuellen und korrekten Position verwendet werden.

Welches soll ich wählen?

Wenn Sie es für Arduino verwenden möchten, empfehlen wir das MG995 oder das SG90. Diese beiden Servos haben minimale Abmessungen und ein Drehmoment von 25 kg, was sie zu idealen Servos für Arduino macht.Wenn Sie es für Arduino verwenden möchten, empfehlen wir das MG995 oder das SG90. Diese beiden Servos haben minimale Abmessungen und ein Drehmoment von 25 kg, was sie zu idealen Servos für Arduino macht.

Wenn Sie jedoch einen Servomotor mit einem höheren Drehmoment benötigen, können Sie sich für 35-kg-Servomotoren entscheiden.

Steuern Sie Ihren Servomotor

Hier ist die Schaltung zur Durchführung der Projekte, die wir gleich unten sehen werden:

Drehen Sie den Servomotor von 0° auf 180° und dann zurück auf 180°.

Hier ist das Programm zum Drehen Ihres Servomotors:

#include <Servo.h>

Servo monServomoteur;  
int pos = 0;

void setup() {
  monServomoteur.attach(9);  
}

void loop() {
  for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { 
    monServomoteur.write(pos);          
    delay(15);                       
  }
  for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { 
    monServomoteur.write(pos);              
    delay(15);                       
}
}