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Arduino Servo

1. Vorbereiten

1.1. Servo Anschliessen

Das Arduino Servo ist ein simpler aber raffinierter Aktor, der mit seinen präzise programmierbaren Bewegungen Leben in deine Projekte bringt. Let's move it..

Servo mit Metallgetriebe kaufen

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 → -L1 (minus)

Hinweis: Servos können auch mit der Platine Pixel gesteuert werden
Hinweis: Es können bis zu 4, im Extremfall 8 Servos angeschlossen werden

Bild1: So wird ein Arduino Sensor an den Microcontroller angeschlossen

1.2. PWM Steuersignal verstehen

Hinweis: du kannst auch mit Servos arbeiten, wenn du dieses Kapitel nicht 100%ig nachvollziehst.

Die genaue Position des Servos wird mit einem PWM Signal (Pulsweiten Modulation Signal) gesteuert:

Das Servo erwartet alle 19ms 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

Animation: Steuersignal eines Arduino Servos verstehen

2. Servo mit Arduino programmieren

2.1. Konstruiere deine eigene "Arduino Servo Funktion"

Wie in Kapitel 1.2. beschrieben, soll Ausgang L1, alle 19ms einen Steuerimpuls von der Dauer zwischen 1000μs und 2000μs ausgeben. Es genügt, wenn du mindestens zwei solcher Impulse an das Servo sendest!

Das geht so: Definiere im PGLU-Editor eine eigene Funktion - das ist sehr praktisch und du musst dich später nicht mehr um diese Impulse kümmern, sondern kannst die Stellposition des Servohebels direkt über einen Wert zwischen 0% und 100% angeben.

Hinweis: klicke auf den schwarzen Punkt, um die Funktionsvariablen Position und Servo Pin einzugeben.
Hinweis: schaue genau, ob du eine Pause in ms oder in μs verwendest. Es gibt beide!
Hinweis: 1000μs (Mikrosekunden) = 1ms (Millisekunde) = 0.001s (Sekunde)

Hinweis: Aus technischen Gründen sind die Wirkweisen von Aktoren und Sensoren beim PGLU-Mikrocontroller gegenüber dem Arduino Code invertiert. Die wahren Zustände (HIGH/LOW) sind in der Codeansicht im Editor ersichtlich. Diese Tatsache hat keinen Einfluss auf die Verwendung von Sensoren mit PGLU-Sketches und muss nicht weiter beachtet werden.

Arduino Servo mit PWM steuern ohne Library

Sketch 1: Arduino Servo steuern ohne Library (Klick für Zoom)

2.2. Sketch: Arduino Servo schnell stellen

Sketch 2: Arduino Servo ohne Library schnell stellen (Klick für Zoom)

Hinweis: Experimentiere mit den Werten für i (grüne Kreise). Sie sollen in der Theorie zwischen 1000μs und 2000μs liegen (vergl. Kap. 1.2.). Bei den getesteten Servo (siehe Video) war der Ausschlag mit Werten zwischen 600μs und 2400μs am besten.

Arduino Servo fährt schnell

Arduino Servo fährt schnell drei Positionen an

2.3. Sketch: Arduino Servo langsam stellen

Sketch 3: Arduino Servo ohne Library langsam stellen (Klick für Zoom)

Experimentiere mit dem Wert 0.4 (grüner Kreis). 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.

Arduino Servo fährt langsam

3. Challenge: Arduino Servo Projekte im Technischen Gestalten

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.