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在遙控飛機/汽車或機器人中,我們會用到一種驅(qū)動:舵機。它是一種帶有輸出軸的小裝置,可以不斷的變換角度,像微云臺里面也會用到舵機。
上圖為9克舵機,它就是由控制電路、齒輪和一個tfn20微電機組成
舵機的齒輪組的作用和微型減速電機一樣,起到一個減速的作用,減速齒輪組由TFN20微型直流電機驅(qū)動,其輸出轉(zhuǎn)軸帶動一個具有線性比例特性的位置反饋電位器作為位置檢測。控制電路根據(jù)電位器的反饋電壓,與外部輸入控制脈沖進行比較,產(chǎn)生糾正脈沖,控制并驅(qū)動直流電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),使減速齒輪輸出的位置與期望值相復合。從而達到精確控制轉(zhuǎn)向角度的目的。
舵機內(nèi)部的控制電路,電位計(可變電阻器)和微型電機均被連接到電路板上,控制電路通過電位計可監(jiān)控舵機的當前角度。
如果軸的位置與控制信號相符,那么微電機就會關閉。如果控制電路發(fā)現(xiàn)這個角度不正確,它就會控制微轉(zhuǎn)動,直到它達到指定的角度。舵機角度根據(jù)制造商的不同而有所不同。比如,一個180度的舵機,它可以在0度至180度之間運動。由于限位裝置被安裝在主輸出裝置上,超出這個范圍機械結構就不能再轉(zhuǎn)動了。
舵機的輸出功率與它所需要轉(zhuǎn)動的距離成正比。如果輸出軸需要轉(zhuǎn)動很長的距離,微電機就會全速運轉(zhuǎn),如果它只需要短距離轉(zhuǎn)動,馬達就會以較慢的速度運行,這叫做速度比例控制。
控制線用于傳輸角度控制信號。這個角度是由控制信號脈沖的持續(xù)時間決定的,這叫做脈沖編碼調(diào)制(PCM)。舵機的控制一般需要一個20ms左右的時基脈沖,該脈沖的高電平部分一般為0.5ms-2.5ms范圍,總間隔為2ms。脈沖的寬度將決定馬達轉(zhuǎn)動的距離。例如:1.5毫秒的脈沖,電機將轉(zhuǎn)向90度的位置(通常稱為中立位置,對于180°舵機來說,就是90°位置)。如果脈沖寬度小于1.5毫秒,那么電機軸向朝向0度方向。如果脈沖寬度大于1.5毫秒,軸向就朝向180度方向。以180度舵機為例,對應的控制關系是這樣的:
0.5ms————-0度;
1.0ms————45度;
1.5ms————90度;
2.0ms———–135度;
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2.5ms———–180度;
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