Урок 85: Введение в сервоприводы | Курс Arduino Шаг за Шагом

Смотрите на YouTube

Урок 85: Введение в сервоприводы | Курс Arduino Шаг за Шагом

Это руководство по проекту познакомит вас с миром сервоприводов непрерывного вращения, также известных как сервоприводы на 360 градусов. В отличие от стандартных сервоприводов, которые перемещаются на определенный угол (например, от 0 до 180 градусов), эти двигатели непрерывно вращаются в любом направлении. Это делает их идеальными для создания небольших роботов, гусеничных шасси или любых проектов, требующих простых и недорогих приводных двигателей. Это руководство покажет вам, как управлять таким двигателем с помощью Arduino и нескольких кнопок, что даст вам практический контроль над его направлением и скоростью.

Вот несколько практических применений сервопривода на 360 градусов:

Создание небольшого двухколесного робота-машинки.
Создание панорамной камеры с бесконечным вращением.
Привод небольшой конвейерной ленты или лебедки.
Создание простой платформы для сканирования радаром или датчиком.

SG90_servo_motor-1

Оборудование и компоненты

Для этого проекта вам понадобятся следующие компоненты:

Плата Arduino (например, Uno)
Сервопривод непрерывного вращения (например, FS90R или аналогичный)
Три кнопки
Соединительные провода
Макетная плата (необязательно, для удобства подключения)

Руководство по подключению

Подключение для этого проекта простое. У сервопривода три провода: обычно коричневый (земля), красный (питание) и оранжевый или желтый (сигнал). Кнопки подключаются по простой схеме.

Вот описание соединений:

Сервопривод:
- Коричневый провод (земля) подключается к контакту GND на Arduino.
- Красный провод (питание) подключается к контакту 5V на Arduino.
- Оранжевый/желтый провод (сигнал) подключается к контакту 9 на Arduino.
Кнопки:
- Одна сторона каждой кнопки подключается к контакту GND на Arduino.
- Другая сторона кнопки «Против часовой стрелки» подключается к контакту 2.
- Другая сторона кнопки «Стоп» подключается к контакту 3.
- Другая сторона кнопки «По часовой стрелке» подключается к контакту 4.

В видео создатель подчеркивает, что сигнальный провод сервопривода должен быть подключен к контакту с поддержкой ШИМ на Arduino, который часто отмечен символом тильды (~). Контакт 9 — один из таких контактов. Кнопки используют внутренние подтягивающие резисторы Arduino, что упрощает подключение, устраняя необходимость во внешних резисторах (в видео на 07:02).

Объяснение кода

Код предназначен для считывания состояния трех кнопок и отправки соответствующей команды сервоприводу. Давайте разберем настраиваемые пользователем части.

Настройка контактов и команд

В начале кода вы найдете определения контактов и значений управления сервоприводом. Здесь вы можете настроить поведение вашего проекта.


const int servoPin = 9;    // ШИМ-контакт для сигнала сервопривода
const int stopPin = 3;     // Контакт для кнопки «Стоп»
const int cwPin = 4;       // Контакт для кнопки «По часовой стрелке»
const int ccwPin = 2;      // Контакт для кнопки «Против часовой стрелки»

Эти константы определяют, какие контакты Arduino подключены к кнопкам и сервоприводу. Если вы используете другие контакты для кнопок, вам нужно изменить числа здесь. servoPin должен быть контактом с поддержкой ШИМ.


const int csServoCommand[3] = {106, 52, 0};  // {ПЧС, СТОП, ПЧС}
const String csServoCommandText[3] = {"Против часовой стрелки", "Остановлен", "По часовой стрелке"};

Это самая важная часть для понимания и настройки. Массив csServoCommand содержит значения, отправляемые сервоприводу. Для сервопривода непрерывного вращения эти значения представляют не угол, а скорость и направление.

106 — значение для вращения на полной скорости против часовой стрелки.
52 — значение для полной остановки.
0 — значение для вращения на полной скорости по часовой стрелке.

Эти значения не универсальны. Из-за производственных различий значение «стоп» (52) может потребовать корректировки. Если ваш сервопривод медленно дрейфует при нажатии кнопки «Стоп», вам нужно точно настроить это значение. В видео демонстрируется этот процесс, показывающий, как изменение значения на 54 или 51 может повлиять на поведение двигателя (в видео на 13:45).

Вы также можете изменить значения вращения, чтобы изменить скорость двигателя. Например, установка значения против часовой стрелки на 70 сделает вращение медленнее, чем при 106 (в видео на 12:23).

Массив csServoCommandText содержит текстовые строки, которые выводятся в монитор последовательного порта для отображения текущего состояния команды.

Пользовательская функция: `servoCommand()`

В коде используется пользовательская функция для обработки логики команд. Эта функция принимает число (0, 1 или 2) в качестве аргумента, обновляет текст состояния и отправляет соответствующую команду сервоприводу.


void servoCommand(int n) {
  statusText = csServoCommandText[n];
  myservo.write(csServoCommand[n]);
  Serial.println(csServoCommandText[n]);
  Serial.println(csServoCommand[n]);
}

Эта функция вызывается из основного цикла при нажатии кнопки. Она централизует логику обновления дисплея и управления сервоприводом, делая код чище и проще для модификации.

Живой проект и демонстрация

В видео создатель демонстрирует проект в действии. Нажатие кнопки «По часовой стрелке» отправляет значение 0 на сервопривод, заставляя его вращаться в одном направлении. Нажатие кнопки «Против часовой стрелки» отправляет значение 106, заставляя его вращаться в другом направлении. Кнопка «Стоп» отправляет 52, что должно остановить двигатель.

Последовательный монитор используется для отображения текущего состояния и точного значения, отправляемого на сервопривод. Это бесценно для отладки и поиска идеального значения «стоп» для вашего конкретного двигателя. Как отмечено в видео, команда остановки может быть не идеальной из-за внутренней схемы сервопривода, и вы можете заметить медленный дрейф или вибрацию. Это распространённая особенность более дешёвых непрерывных сервоприводов, которую можно минимизировать, настроив значение остановки в коде (в видео на 01:15).

Главы

[00:05] Введение в сервопривод с вращением на 360 градусов
[02:02] Обзор компонентов и оборудования
[02:40] Подробная схема подключения и соединения
[05:07] Объяснение кода: константы, массивы и настройка
[09:56] Объяснение кода: функция servoCommand
[10:54] Живая демонстрация и вывод последовательного монитора
[12:23] Настройка скорости сервопривода и значений остановки

Изображения

SG90 Mini Servo Motor

SG90 Mini Servo Motor

SG90_servo_motor-1

SG90_servo_motor-1

Пожалуйста, просмотрите эту страницу на английском, если код не виден. Мы приносим извинения за неудобства.

115-Arduino code to control continuous 360° servo from serial monitor command

Язык: C++

/* 
 *  
 *  Demonstration of Controlling Continuous Servo (360 servo)
 *  This code allows you to control a 360-degree servo by a command from the Serial Monitor.
* this 350 servo motor is a just for fun. it can't be used for real application where you need exact positioning. get stepper motor or expensive servo motor. 
📚⬇️ Download and resource page https://robojax.com/RJT762
 *  
 * Modified by Ahmad Shamshiri for Robojax.com
 * on Sunday, July 1, 2018, at 11:09 AM in Ajax, Ontario, Canada
 * Watch a video instruction of this project: https://youtu.be/b_xvu6wWafA
 * Get this code from Robojax.com
 * 
 Original code by BARRAGAN <http://barraganstudio.com>
 This example code is in the public domain.
 Modified 8 Nov 2013
 by Scott Fitzgerald
 http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Sweep
*/

#include <Servo.h>

Servo myservo;  // create servo object to control a servo
// twelve servo objects can be created on most boards

int pos = 0;    // variable to store the servo position
int incomingByte = 0;   // for incoming serial data

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  myservo.attach(9);  // attaches the servo on pin 9 to the servo object
}



void loop() {

        // send data only when you receive data:
        if (Serial.available() > 0) {
                // read the incoming byte:
                incomingByte = Serial.read();

                // say what you got:
                Serial.print("received: ");
                Serial.print (incomingByte);
                if(incomingByte == 108){
                 Serial.println(" sent 0 Rotating CW "); 
                 myservo.write(0); 
                }else if(incomingByte == 114){
                  Serial.println(" sent 180 Rotating CCW "); 
                  myservo.write(180); 
                }else if(incomingByte == 60){
                  Serial.println(" sent Stopped "); 
                  myservo.write(60); 
                }else{
                  Serial.println(" moving Randomly"); 
                  myservo.write(incomingByte); 
                }
                  
                 
        }

  
}

893-Arduino code to control continuous 360° servo from serial monitor command (Code 2)

Язык: C++

/* 
 *  
 *  Demonstration of Controlling Continuous Servo (360 servo)
360 Servo -2
 *  This code allows you to control a 360-degree servo by a command from the Serial Monitor.
* this 350 servo motor is a just for fun. it can't be used for real application where you need exact positioning. get stepper motor or expensive servo motor. 
📚⬇️ Download and resource page https://robojax.com/RJT762
 *  
 * Modified by Ahmad Shamshiri for Robojax.com
 * on Sunday, July 1, 2018, at 11:09 AM in Ajax, Ontario, Canada
 * Watch a video instruction of this project: https://youtu.be/b_xvu6wWafA
 * Get this code from Robojax.com
 * 
 Original code by BARRAGAN <http://barraganstudio.com>
 This example code is in the public domain.
 Modified 8 Nov 2013
 by Scott Fitzgerald
 http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Sweep
*/

#include <Servo.h>

Servo myservo;  // create servo object to control a servo
// twelve servo objects can be created on most boards

int servoPin = 9;// this pin must be of those with PWM ~
int pos = 0;    // variable to store the servo position
int incomingByte = 0;   // for incoming serial data
int CWBS, CCWBS, SBS;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
 pinMode(2,INPUT_PULLUP);// set pin for push button STOP
  pinMode(3,INPUT_PULLUP);// set pin for push button CCW  
  pinMode(4,INPUT_PULLUP);// set pin for push button CW
   
  myservo.attach(servoPin);  // attaches the servo on pin 9 to the servo object
}



void loop() {
    CCWBS = digitalRead(2);// read status of button CCW
    SBS = digitalRead(3);// read status of button STOP
    CWBS = digitalRead(4);// read status of button CW
                 if(CCWBS == LOW){
                 Serial.println(" sent 0 Rotaing CW "); 
                 myservo.write(0); 
                }else if(CWBS == LOW){
                  Serial.println(" sent 180 Rotaing CCW "); 
                  myservo.write(180); 
                }else if(SBS == LOW){
                  Serial.println(" sent Stopped "); 
                  myservo.write(60); 
                }else{
                  Serial.println(" moving Random"); 
                  myservo.write(48); 
                }
                  


  
}// loop

Вещи, которые могут вам понадобиться

Амазонка
360 Degree Servo motor on Amazon
link.amazon
Амазонка
Purchase SG90 servo motors from Amazon (2)
amzn.to
eBay
360 Degree Servo motor on eBay
ebay.us
АлиЭкспресс
360 Degree Servo motor on AliExpress
s.click.aliexpress.com
АлиЭкспресс
360 Degree Servo motor on AliExpress-2
s.click.aliexpress.com

Ресурсы и ссылки

Внутренний
Control a Servo Motor Using Hand Gestures

Файлы📁

Другие файлы

Технический паспорт мотора SG90 Seroo
robojax-servo-SG90_datasheet.pdf 0.12 MB