Arduino lessen/les 7

Servo-motoren

Een servo-motor, of kortweg servo, gebruik je voor besturing. Dit in tegenstelling tot andere motoren, die je meestal gebruikt voor aandrijving. Enkele voorbeelden: besturing van een robot, speelgoedauto, modelvliegtuig, enz. De servo is dan verbonden aan het stuur of aan een roer. Meestal kan een servo draaien over een beperkte hoek, bijvoorbeeld 180 graden. Voor besturing is dat voldoende.

Vanuit de Arduino kunnen we de servo aansturen, zodat deze in een bepaalde stand komt. In deze opstelling voeren we de gewenste stand van de servo in met een potmeter.

Voor het aansturen van de servo maken we gebruik van de Servo-library. Het uiteindelijke programma is daardoor erg eenvoudig.

Ook het opbouwen van de hardware is eenvoudig:

• we hebben nodig: een servo-motor, een potmeter, en een breadboard met draadjes;
• de aansluitdraden van de servo zijn voorzien van een connector; daarop passen breadboard-draadjes voor aansluiting op het breadboard of op de Arduino.
• de servo heeft 3 aansluitingen: (i) GND (bruin of zwart), (ii) voeding - bijv. 5V (rood); (iii) data (oranje, geel, of wit).
  • sluit GND en 5V aan op de voedingslijnen op het breadboard.
  • sluit de data-verbinding aan op D9 van de Arduino
• sluit de potmeter aan: uiteinden aan 0V en 5V, loper aan A0 van de Arduino

Als sketch gebruik je: Bestand->Voorbeelden->Servo->Knob

/* 
 Controlling a servo position using a potentiometer (variable resistor) 
 by Michal Rinott <http://people.interaction-ivrea.it/m.rinott> 
*/

#include <Servo.h>

Servo myservo;  // create servo object to control a servo

int potpin = 0;  // analog pin used to connect the potentiometer
int val;    // variable to read the value from the analog pin

void setup() {
  myservo.attach(9);  // attaches the servo on pin 9 to the servo object
}

void loop() {
  val = analogRead(potpin);            // reads the value of the potentiometer (value between 0 and 1023) 
  val = map(val, 0, 1023, 0, 180);     // scale it to use it with the servo (value between 0 and 180) 
  myservo.write(val);                  // sets the servo position according to the scaled value 
  delay(15);                           // waits for the servo to get there 
}

Uitleg bij dit programma:

• #include Servo.h: we gebruiken de Servo library; Servo.h bevat het interface daarvoor
  • zie: https://www.arduino.cc/en/Reference/Servo
• de potmeter is aangesloten op A0
• de map-functie kun je gebruiken om een waarde in een ander bereik te schalen. Dit gebruik je vaak om een analoge invoerwaarde om te zetten in het bereik dat je nodig hebt voor uitvoer.
  • zie: https://www.arduino.cc/en/Reference/Map
  • in dit geval willen we voor de servo een bereik van 180 graden.
• delay: de servo is een mechanische constructie: deze is veel trager dan een computer, zelfs een eenvoudige computer als een Arduino.

Zie ook:

• https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Knob
  • hier vind je ook een schema en een figuur met draden.
• https://learn.adafruit.com/adafruit-arduino-lesson-14-servo-motors
  • hier vind je ook meer informatie over de werking en de aansturing van servo's.
• https://www.arduino.cc/en/Reference/Servo

Als de servo zich "misdraagt" kan dat liggen aan de grote stroom die de servo gebruikt als deze begint te bewegen. Hierdoor kan de spanning inzakken, waardoor de elektronica niet meer goed werkt. Dit kun je oplossen door een grote condensator (470 uF of meer) over de voedingslijnen op het breadboard te plaatsen, dicht bij de aansluiting van de servo.

• Meestal gebruik je hiervoor een elektrolytische condensator. Deze moet je wel op de juiste manier aansluiten (anders loop je het risico dat deze ontploft...): de plus en/of min-aansluiting zijn duidelijk aangegeven.
• zie: https://en.wikipedia.org/wiki/Electrolytic_capacitor

Variaties

1. Stuur de waarde van de hoek die je naar de servo stuurt, ook naar de host (seriële output)
2. (Voor gevorderden): stuur de waarde voor de hoek vanuit de host naar de Arduino (seriële input)

Vragen

1. Geef een aantal (andere) voorbeelden van toepassingen van een servo;
2. Heb je een (of meer) servo's nodig voor je droomproject?