浅谈微型直流电机应用:舵机的控制原理

舵机

在遥控飞机/汽车或机器人中,我们会用到一种驱动:舵机。它是一种带有输出轴的小装置,可以不断的变换角度,像微云台里面也会用到舵机。

舵机拆机图

上图为9克舵机,它就是由控制电路、齿轮和一个tfn20微电机组成

舵机原理

舵机内部的控制电路,电位计(可变电阻器)和微型电机均被连接到电路板上,控制电路通过电位计可监控舵机的当前角度。

舵机微电机推荐:n20电机

如果轴的位置与控制信号相符,那么微电机就会关闭。如果控制电路发现这个角度不正确,它就会控制微转动,直到它达到指定的角度。舵机角度根据制造商的不同而有所不同。比如,一个180度的舵机,它可以在0度至180度之间运动。由于限位装置被安装在主输出装置上,超出这个范围机械结构就不能再转动了。

舵机的输出功率与它所需要转动的距离成正比。如果输出轴需要转动很长的距离,微电机就会全速运转,如果它只需要短距离转动,马达就会以较慢的速度运行,这叫做速度比例控制。

控制线用于传输角度控制信号。这个角度是由控制信号脉冲的持续时间决定的,这叫做脉冲编码调制(PCM)。舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲,该脉冲的高电平部分一般为0.5范围,总间隔为2ms。脉冲的宽度将决定马达转动的距离。例如:1.5毫秒的脉冲,电机将转向90度的位置(通常称为中立位置,对于180°舵机来说,就是90°位置)。如果脉冲宽度小于1.5毫秒,那么电机轴向朝向0度方向。如果脉冲宽度大于1.5毫秒,轴向就朝向180度方向。以180度舵机为例,对应的控制关系是这样的:

0.5ms————-0度;

1.0ms————45度;

1.5ms————90度;

2.0ms———–135度;

2.5ms———–180度;

发布于 2025-02-26
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