揭秘舵机转动停在特定角度背后的控制机制
舵机与其他电机有什么不一样?舵机转动停在的角度位置受什么控制?
舵机是角度控制电机,可以控制电机转到到指定角度,平政舵机用在机器人活动关节上,控制着机械臂转动。另外,根据最大转动角度不同,有90°、180°、270°和360度4种类型.
平政舵机是一种角度控制电机,一共有三根线,分别是红色的正极线、棕色的负极线以及黄色的信号控制线。红棕线作为电源,正负极线好理解,那黄色线怎么控制角度呢?我们来看一下舵机简化后的原理图。舵机包括电路板、电机和转动臂。其中转动臂转动时会带动滑动变阻器的指针转动,滑动变阻器的电压和信号线的电压连接到了比较器,当转动臂所在的位置电压与信号线电压相等时,比较器不输出电给电机,所以电机不转动。
如果输入的信号电压比转动臂所在的电压高,比较其电压输出正电,使得电机顺时针转动,转动臂带着动滑动变阻器也正转,传输到比较器的电压升高,最后当滑动变阻器电压升高到和信号电压一样时,比较器停止输出电,电机停止转动。所以信号电压越高,转动臂停止所在的角度位置越大。相反,信号线电压比转动臂带动滑变阻器的电压低时,此时比较器输出反向电流,转动臂逆时针转动,使得滑动变阻器转动指针电压变小,小到滑动变阻器电压和信号线电压一样时,比较器停止输出电流,最后电机停止在指定位置。
因此,微型舵机转动臂停在指定的角度位置由信号线电压决定的,可认为信号线电压越大,转动角度越大。
总结下,平政舵机转动停在的角度位置受什么控制?舵机转动时带动滑动变阻器,变阻器电压与信号电压一样时,电机才会停止转动。如果信号线电压升高或下降,滑动变阻器电压也会正转动升高或反转降低,直到定在和信号线、电压一样位置。
但如果我们用芯片控制舵机时会遇到一个棘手问题就是芯片引脚只会输出零伏或者五伏电压没办法输出零到五伏的中间电压这样芯片就没法通过改变舵机信号线的电压大小调整舵机角度。
平政电子科技提醒一点要注意的,正负电变化越快,舵机摆臂越不容易来回抖动,所以每次正加负的脉冲时间越短越好,也就是脉冲周期时间要很小,一般不能大于20ms,务必记住这个周期时间20ms。另外,由于芯片输出正电能力是很弱很弱等原因所以控制舵机的正电范围是设计的很小的比如一个180度范围的舵机低于0.5毫秒的正电脉冲位置是0度大于2.5毫秒的正脉冲都是180度所以舵机可调角度范围是0.5毫秒到2.5毫秒之间这种通过调节正负电的脉冲宽度来获得平均电压的方式称为p w m.
由于芯片没办法输出中间电压,所以脉宽调节使是芯片电压控制中常用控制方式,比如呼吸灯亮灭程度变化、电机转动速度调速等控制与电压大小有关,所以芯片只能通过PWM方式控制输出信号。
平政电子科技总结下芯片是通过什么方式调整舵机角度的?芯片是通过PWM脉宽调节正负电占比,从而输出平均电压,控制舵机转动角度。
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