Как запустить серводвигатель с помощью IC 555

В этом проекте мы собираемся изучить основные характеристики серводвигателя, а также то, как управлять серводвигателем, используя таймер IC 555 и пару кнопок.

Анкит Неги

ПОЧЕМУ СЕРВО?

Сервомоторы используются в самых разных областях. В основном они используются в качестве исполнительных механизмов в тех областях, где нам необходимо точное движение для управления выходной нагрузкой.

Лучший пример - радиоуправляемая машина. Посмотрим, вам нужно движение на 45 градусов, не больше и не меньше. В этом случае вы не можете использовать простой двигатель постоянного тока, потому что он будет выходить за желаемое положение каждый раз, когда вы его включаете.

И поэтому нам нужен серводвигатель для решения этой задачи, поскольку он не только совершает точный поворот на 45 градусов, но и плавно останавливается в желаемом положении.

НЕСКОЛЬКО ТЕХНИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ, КОТОРЫЕ ДОЛЖНЫ ЗНАТЬ:

A) Перед покупкой или использованием сервопривода необходимо знать, что внутри него и как оно работает. Серводвигатель состоит из трех основных компонентов:

1. Двигатель постоянного тока
2. 1 потенциометр, аналоговый или цифровой
3. Схема управления

Б) Всего от серводвигателя выходят 3 провода:

1. КРАСНЫЙ: к плюсу питания.
2. ЧЕРНЫЙ: К отрицательному значению предложения.
3. оранжевый или желтый: подключен к опорному напряжению т.е. источника ШИМ

C) Серводвигатель может вращаться на 90 градусов в любом направлении, охватывая максимум 180 градусов, то есть либо на 90 градусов по часовой стрелке, либо на 90 градусов против часовой стрелки от нейтрального положения.

Для вращения двигателя по часовой стрелке период времени тактового импульса должен быть больше 1,5 миллисекунд, а для его вращения против часовой стрелки период времени должен быть меньше 1,25 миллисекунды, но частота должна находиться в пределах от 50 до 60 Гц.

И поэтому мы собираемся использовать таймер 555, чтобы генерировать для нас такие тактовые импульсы.

КОМПОНЕНТЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ДАННОГО ПРОЕКТА:

1. СЕРВО-ДВИГАТЕЛЬ
два. 555 ТАЙМЕР
3. АККУМУЛЯТОР НА 6 В
4. ДВЕ КНОПКИ
5. РЕЗИСТОРЫ: 1 кОм, 4,7 кОм, 33 кОм, 10 кОм, 68 кОм, все 1/4 Вт 5%
6. ОДИН ТРАНЗИСТОР (BC547)
7. ДВА КОНДЕНСАТОРА 0,1 мкФ

СХЕМА, ПОКАЗЫВАЮЩАЯ, КАК ЗАПУСТИТЬ СЕРВОДВИГАТЕЛЬ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ IC 555:

Выполните подключения, как показано на приведенной выше принципиальной схеме.

Подключите положительный и отрицательный контакты двигателя к положительной и отрицательной клемме аккумулятора соответственно. И подключите сигнальный или опорный вывод к клемме коллектора транзистора.

ЦЕПИ РАБОТЫ:

1. При нажатии кнопки вперед -

Когда возникает этот случай, между разрядным и пороговым выводом включается резистор 68 К. Теперь изначально конденсатор не заряжен, поэтому на контакте 2 напряжение 0 вольт, что меньше 1 на 3 приложенного напряжения.

Это сбрасывает триггер внутри 555 и дает логическую 1 на выходе, к которому подключена база транзистора.

Это заставляет транзистор включаться и проводить ток непосредственно на землю, из-за чего сигнальный вывод двигателя получает нулевое напряжение, поскольку этот вывод напрямую подключен к клемме коллектора.

Поскольку конденсатор начинает заряжаться, когда выход равен 1, выход становится 0, как только напряжение на конденсаторе становится больше 2 на 3 от приложенного напряжения, поскольку он напрямую подключен к пороговому выводу.

Теперь транзистор будет выключен, а на сигнальном контакте появится логическая 1.

Таким образом сигналы ШИМ генерируются на опорной цапфе двигателя. В этом случае период времени генерируемого импульса превышает 1,5 миллисекунды, что вы можете рассчитать по формуле рабочего цикла для 555. Таким образом, мы получаем вращение двигателя на 90 градусов по часовой стрелке, как описано в предыдущем параграфе.

1. При нажатии кнопки возврата назад -

Когда возникает этот случай, между разрядным и пороговым выводом подключается резистор 10 кОм, который меньше резистора 68 кОм. Таким образом, в этом случае период включения импульса составляет менее 1,5 миллисекунд, что можно рассчитать по формуле рабочего цикла для 555.

Сейчас ШИЙ генерируются на опорной цапфе двигателя так же, как и в предыдущем случае. Таким образом, мы получаем вращение двигателя на 90 градусов против часовой стрелки, как описано в предыдущем абзаце.

** в обоих случаях частота составляет от 40 до 60 герц.