Tricky Circuit

Сервопривод: короткий импульс

Поверни вал командой времени

Сервопривод направляет вал двигателя в заданное положение. Pulse Width — ширина импульса, время высокого уровня управляющего сигнала; ms (millisecond) — миллисекунда, 1/1000 секунды. Период T — полный цикл, здесь 20 ms. Управляющий провод передаёт команду, а не питает мотор.

Открыть интерактивный опыт

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТОЛ

Меняй настройки схемы, предсказывай показания и проверяй решение задания. Это учебные модели; допущения объяснены в каждом уроке.

Войди, чтобы сохранять прогресс. Прогресс гостя хранится на этом устройстве.

Открыть лабораторию в полном окне

Почему это работает

Учебный пример связывает 1–2 ms с 0–180°. Диапазон, направление и калибровка реального сервопривода различаются. Показан заданный угол; внешнее питание мотора, ток, нагрузка и движение не моделируются.

w — ширина высокого импульса, θ — угол примера в градусах (°). Четверть миллисекунды меняет здесь угол на 45°. GND — Ground, общий опорный потенциал: контроллеру и питанию мотора нужна общая точка отсчёта, чтобы сервопривод понял напряжение сигнала.

Сложность

  1. Собери · Собери

    Включи и задай w = 1 ms. Получи учебную команду θ = 0°.

    Нужна подсказка?

    w = 1 ms; T = 20 ms → θ = 0°

  2. Исследуй · Измени команду

    Задай w = 1.5 ms. Получи θ = 90° при неизменном периоде 20 ms.

    Нужна подсказка?

    w = 1.5 ms; T = 20 ms → θ = 90°

  3. Реши сам · Реши задачу

    Задай w = 2 ms. Получи θ = 180° при том же периоде 20 ms.

    Нужна подсказка?

    w = 2 ms; T = 20 ms → θ = 180°

Дополнительные материалы и карточки схем

Поверни вал командой времени

Представь маленькую поворотную камеру. Короткая команда времени выбирает направление, а питание двигателя даёт энергию для движения.

T = 20 ms; θ = (w / 1 ms − 1) × 180°

Время и энергия выполняют разные задачи. Управляющий провод сообщает внутреннему контроллеру цель, отдельное питание вращает мотор. Общий опорный потенциал помогает схемам одинаково понимать напряжение сигнала.

Полезная закономерность

Импульс 1 ms занимает лишь 5% цикла 20 ms, а 2 ms — 10%. Короткое сообщение может задать большое изменение положения.

За пределами модели

Универсальной шкалы «импульс — угол» нет. Два настоящих сервопривода могут повернуться по-разному от одного импульса; диапазон 180° здесь намеренно учебный.

Ошибка, которой стоит избежать

Длина управляющего импульса не измеряет мощность или скорость мотора. Коэффициент заполнения — доля высокого уровня в цикле; положение зависит от ширины импульса, а не только от этой доли.

w увеличивается с 1.25 ms до 1.75 ms. Учебный заданный угол меняется на…

  1. 45°
  2. 90°
  3. 180°
Читать дальше

Добавленные 0.5 ms — половина учебного диапазона 1 ms, поэтому прибавляется половина 180°.

Собери

Задай w = 1 ms и включи. Указатель показывает учебной командой нулевой угол.

w = 1 ms; T = 20 ms; θ = 0°

Измени команду

Задай w = 1.5 ms. Импульс удлиняется, период прежний, команда становится 90°.

w = 1.5 ms; T = 20 ms; θ = 90°

Попробуй другой путь

Пройди 1, 1.25, 1.5, 1.75 и 2 ms. Предсказывай каждый скачок 45° до перемещения ползунка и сравни ширину импульса с длинным циклом.

learn.adafruit.com