TECHNISCHE UNTERSTÜTZUNG
Veröffentlicht 2026-03-03
Verstehe den Zusammenhang zwischen PWM und nichtServoWinkel? Das sehenServoWenn ich mich nicht oder willkürlich umdrehe, verspüre ich Angst. Keine Sorge, wir werden es heute aufschlüsseln und klar erklären, damit Sie nicht nur wissen, wie Sie es anpassen, sondern auch die Prinzipien dahinter verstehen.
Viele Freunde kennen diese Situation, als sie zum ersten Mal mit Servos spielten: Nachdem die Kabel angeschlossen und das Programm eingebrannt war, bewegten sich die Servos einfach nicht mehr. Dies liegt normalerweise daran, dass Sie nicht verstehen, was das PWM-Signal ist. Vereinfacht gesagt gibt es im Lenkgetriebe einen kleinen Motor und eine Reihe von Steuerkreisen. Dabei wird nicht auf die Spannung oder den Strom geschaut, sondern nur ein spezielles Impulssignal erkannt, nämlich das PWM.
Dieses Signal ist wie ein strenger Befehl, der alle 20 Millisekunden (also mit einer Frequenz von 50 Hz) einen Befehl an das Lenkgetriebe sendet. Die Breite dieses Befehls, also die Dauer des High-Pegels, bestimmt direkt, wie stark sich das Servo dreht. Ihr Signal hat entweder die falsche Frequenz oder die falsche Impulsbreite. Das Servo kann es nicht verstehen und wird Sie natürlich ignorieren.
Wir müssen diese Kernbeziehung klar klären. Die Impulsbreite eines Standard-Servosteuersignals liegt im Allgemeinen zwischen 0,5 Millisekunden und 2,5 Millisekunden. Man kann es sich wie eine Zeitskala vorstellen. Wenn der hohe Pegel 1,5 Millisekunden lang anhält, stoppt die Abtriebswelle des Servos in der Mittelposition, die bei 90 Grad liegt.
Wenn die Hochpegelzeit auf 0,5 Millisekunden verkürzt wird, dreht sich das Servo ganz nach links, normalerweise um 0 Grad. Im Gegenteil, wenn es auf 2,5 Millisekunden verlängert wird, dreht es sich ganz nach rechts, also um 180 Grad. Daher besteht die Steuerung des Lenkgetriebewinkels im Wesentlichen darin, die Dauer dieses hohen Niveaus, das wir oft als „Arbeitszyklus“ bezeichnen, genau zu steuern.
Nachdem wir die Beziehung zwischen Impulsbreite und Winkel verstanden haben, müssen wir herausfinden, wie wir diese genaue Zeit erhalten. Wir verwenden ein 50-Hz-Signal mit einer Periode von 20 Millisekunden. Um einen hohen Wert von 1,5 Millisekunden zu erreichen, beträgt das Tastverhältnis 1,5 geteilt durch 20, was 7,5 % entspricht. Ebenso entsprechen 0,5 Millisekunden einem Arbeitszyklus von 2,5 % und 2,5 Millisekunden einem Arbeitszyklus von 12,5 %.
Diese Berechnung ist bei der Programmierung von entscheidender Bedeutung. Wenn Sie es beispielsweise verwenden, gibt seine Funktion einen Wert von 0 bis 255 aus, was einem Arbeitszyklus von 0 % bis 100 % entspricht. Sie müssen 7,5 % in den entsprechenden Wert umrechnen, also etwa 19. Wenn die Berechnung nicht genau ist, kann sich das Servo nicht genau in die gewünschte Position drehen.
Da die Theorie nun klar ist, beginnen wir mit dem Aufschreiben. Nehmen wir als Beispiel die gebräuchlichste Variante. Es ist nicht möglich, sie allein zu verwenden, da ihre Standardfrequenz nicht 50 Hz beträgt. Wir müssen die Servo.h-Bibliothek verwenden, die uns bei der Bewältigung aller komplexen PWM-Berechnungen helfen kann. Sie müssen nur .(9) schreiben, die Signalleitung an Pin 9 anschließen und dann .write(90) schreiben, und der Servo dreht sich um 90 Grad.
Wenn Sie andere Entwicklungsboards wie STM32 verwenden, ist das Prinzip dasselbe. Der Schlüssel besteht darin, die Funktion zu finden, die die PWM-Frequenz und Impulsbreite steuert. Die Kernidee besteht darin, den Timer zu konfigurieren, die PWM-Frequenz auf 50 Hz einzustellen und dann den Wert des Vergleichsregisters zu ändern, um die Impulsbreite anzupassen und den Winkel zu steuern.
Servovibrationen sind ein lästiges Problem. Es gibt zwei häufigste Gründe. Erstens reicht die Stromversorgung nicht aus. Das Servo benötigt zum Drehen einen relativ großen Strom. Wenn der USB-Anschluss Ihres Entwicklungsboards nicht ausreichend mit Strom versorgt wird, kommt es zu Spannungsinstabilität, Signalstörungen und natürlich zu Vibrationen des Servos. Die Lösung besteht darin, eine separate externe Stromversorgung an das Servo anzuschließen und die Erdungskabel der Entwicklungsplatine und des Servos mit derselben Masse zu verbinden.
Ein weiterer Grund sind Signalstörungen. Wenn Ihre Steuerleitungen und Motorantriebsleitungen miteinander verwickelt sind oder das PWM-Signal selbst nicht stabil genug ist, kann es ebenfalls zu Jitter kommen. Überprüfen Sie die Verkabelung, versuchen Sie, die Signalleitungen von Hochstromleitungen fernzuhalten, und stellen Sie im Code sicher, dass der durch das PWM-Signal erzeugte Timer-Interrupt nicht häufig von anderen Programmen unterbrochen wird.
Wenn Ihnen das standardmäßige 180-Grad-Servo nicht ausreicht und Sie etwas Cooleres spielen möchten, müssen Sie sich das 360-Grad-Servo mit kontinuierlicher Drehung ansehen oder einen bürstenlosen Motor mit Regler verwenden. Obwohl ihr Steuerungsprinzip immer noch PWM ist, ist die Logik eine andere. Bei einem 360-Grad-Servo stoppt eine Impulsbreite von 1,5 ms. Wenn sie weniger als 1,5 ms beträgt, dreht es sich in eine Richtung. Wenn sie länger als 1,5 ms ist, dreht sie sich in die entgegengesetzte Richtung. Je stärker die Impulsbreite abweicht, desto schneller dreht es sich.
Dies gibt Ihnen mehr kreativen Raum und Sie können ganz einfach ein Auto- oder Roboterrad bauen. Es ist jedoch zu beachten, dass diese Art von Lenkgetriebe den Winkel nicht genau steuern kann, sondern nur die Geschwindigkeit und Richtung steuern kann. Wenn Ihr Projekt eine präzise Positionierung erfordert, beispielsweise bei einem Roboterarm, müssen Sie dennoch Standardservos verwenden.
Ich hoffe, dass das, worüber ich heute gesprochen habe, Ihnen dabei helfen kann, PWM und Servosteuerung gründlich zu verstehen. Auf welche anderen seltsamen Probleme sind Sie beim Einstellen des Lenkgetriebes gestoßen? Haben Sie zum Beispiel schon einmal eine Situation erlebt, in der das Servo umkehrt oder extrem heiß wird? Teilen Sie es gerne im Kommentarbereich, lassen Sie es uns gemeinsam diskutieren und lösen! Wenn Sie den Artikel nützlich finden, vergessen Sie nicht, ihn zu liken und ihn mit Ihren Freunden zu teilen, die ebenfalls spielen.
Aktualisierungszeit: 03.03.2026
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