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Arduino Servo ansteuern
Ein Servo Motor ist ein Aktuator, der mit seinen präzise programmierbaren Bewegungen Leben in deine Projekte bringt, denn das Ansteuern mit dem Arduino ist ganz einfach.
Diese Anleitung basiert auf dem vereinfachten Controller von PGLU, kann aber mit jedem Arduino UNO oder NANO umgesetzt werden.
1. Vorbereiten
1.1. Servo an Arduino anschliessen
Normale Servos können Bewegungen von ca. 180° abdecken und das mit einem erstaunlichen Drehmoment von bis zu mehreren kg/cm. Das Servo wird über drei farbige Litzen mit dem Mikrocontroller verbunden. Die Farben dieser drei Anschlüsse sind je nach Produkt unterschiedlich und haben diese Funktion:
- Rot → +5V
- Braun → -5V
- Orange → -L2 (minus)
Anschluss an Arduino UNO/NANO:
- Rot → +5V
- Braun → GND
- Orange → D10
- Hinweis: Die Abbildungen zeigen unsere Breakout-Boards Komfort ↗ oder Pixel ↗
- Hinweis: Alle Projekte können auch mit dem Arduino Uno, Nano oder weiteren umgesetzt werden
- Hinweis: Es können bis zu 4, im Extremfall 8 Servos angeschlossen- und programmiert werden
- Hinweis: Wenn sich das Servo unerwartet verhält einen Elko mit 470-1000μF einsetzen (Bild). Polung beachten. Für weitere Infos hier klicken ↗.
1.2. PWM Steuersignal verstehen
- Hinweis: du kannst auch mit dem Servo arbeiten, wenn du dieses Kapitel überspringst! Programmiere einfach das untenstehende Sketch 1 oder 2 und experimentiere mit dem Servo. Den Originalen Arduino Code findest du dann in der Code-Ansicht des Editors.
Die genaue Position des Servos wird mit einem PWM Signal (Pulsweiten Modulation Signal) gesteuert:
- Das Servo erwartet alle 20ms einen kurzen Impuls von 5V → t = Zeitabstand Impulse
- Die Dauer dieses Impulses bestimmt über den Winkel des Servohebels → i = Impulsdauer
- i soll (in der Theorie) zwischen 1000 μs und 2000 μs betragen.
- i = 1000 μs entspricht der Anfangsposition
- i = 1500 μs entspricht der Mittelposition
- i = 2000 μs entspricht der Endposition
- Google Keyword Servo Modellbau wiki ↗
2. Servo mit Arduino programmieren
Alle Programmierungen werden mit dem grafischen PGLU-Editor ↗ gemacht. Den originalen Arduino Code findest du dann in der Code-Ansicht des Editors.
2.1. Konstruiere deine eigene "Arduino Servo Funktion"
- Tipp: Verstehe die Grundlagen einer Funktion hier
- Tipp: Klicke auf den schwarzen Punkt, um die Funktionsvariablen Position und Servo Pin einzugeben.
- Tipp: Schaue genau, ob du eine Pause in ms oder in μs verwendest. Es braucht beide!
- Tipp: Experimentiere mit dem Wert wiederhole 10 mal. Er gibt die Anzahl Steuerimpulse an, die an das Servo gesendet werden. Eventuell musst du hier auf wiederhole 30 mal erhöhen, damit die ganze Servo-Bewegung ausgeführt wird.
Füge diesen Code direkt in den PGLU-Editor ↗ ein:
2.2. Sketch: Arduino Servo schnell stellen
- Hinweis: Experimentiere mit den Werten für i (die Impulsdauer). Sie sollen in der Theorie zwischen 1000μs und 2000μs liegen (vergl. Kap. 1.2.). Bei dem getesteten Servo (siehe Video) war der Ausschlag mit Werten zwischen 600μs und 2400μs am besten.
2.3. Sketch: Arduino Servo langsam stellen
Tipp 1: Experimentiere mit dem Wert 1 (die Impulsdauer). Er bestimmt die Schrittweite zwischen zwei Positions-Signalen und damit das Tempo der Bewegung. Teste dein Sketch und beachte, mit welch erstaunlicher Kraft diese Bewegung vollzogen wird.
Tipp 2: Experimentiere mit dem Wert, wiederhole 2-mal. Dieser gibt die Anzahl Steuer-Impulse an, die an das Servo geschickt werden. Im Zusammenhang mit der Zähle-von-bis Schleife kannst du mit wiederhole 2-mal ev. eine flüssigere Servo-Bewegung erreichen.
3. Challenge: Arduino Servo Projekte im Technischen Gestalten
3.1. Figur mit Servo und Mikrofon nach Musik steuern
3.2. Arduino Push Rollbot
Tipp: Lasse einen Fotowiderstand ↗ erkennen, ob sich das Servo in der Nähe des Bodens befindet, weil es dann dunkler wird.