舵機(jī)芯片的核心原理是接收 PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號,通過內(nèi)部電路解析脈沖寬度以確定目標(biāo)角度,再驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動至該角度并保持位置,本質(zhì)是 “信號解析 + 電機(jī)驅(qū)動 + 位置反饋” 的閉環(huán)控制。
核心工作流程(3 步閉環(huán)控制)
舵機(jī)芯片需配合電機(jī)、減速齒輪、電位器(位置反饋元件)實(shí)現(xiàn)功能,具體流程如下:
信號接收與解析芯片接收外部控制器(如單片機(jī))發(fā)送的 PWM 信號,通過內(nèi)部 “脈沖寬度檢測電路” 識別信號周期(標(biāo)準(zhǔn)舵機(jī)通常為 20ms)和高電平時(shí)間(0.5ms~2.5ms 對應(yīng) 0°~180°),計(jì)算出目標(biāo)轉(zhuǎn)動角度。
位置比較與驅(qū)動信號生成芯片通過 ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換)讀取電位器(與舵機(jī)輸出軸機(jī)械聯(lián)動)的電壓信號,換算成當(dāng)前實(shí)際角度;將 “目標(biāo)角度” 與 “實(shí)際角度” 對比,若存在偏差,生成對應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動信號(正轉(zhuǎn) / 反轉(zhuǎn) / 停止)。
電機(jī)驅(qū)動與位置保持芯片內(nèi)置 H 橋驅(qū)動電路,根據(jù)驅(qū)動信號控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),通過減速齒輪帶動輸出軸轉(zhuǎn)動;當(dāng)實(shí)際角度與目標(biāo)角度一致時(shí),芯片停止輸出驅(qū)動信號,電機(jī)停轉(zhuǎn),舵機(jī)通過齒輪自鎖和芯片 “零偏差” 控制保持當(dāng)前位置。
核心內(nèi)部模塊(4 大關(guān)鍵電路)
| 模塊名稱 | 核心功能 |
|---|---|
| PWM 信號解碼器 | 檢測 PWM 信號的周期和高電平寬度,將其轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的 “目標(biāo)角度數(shù)字信號”。 |
| 位置反饋采樣器 | 連接電位器,通過 ADC 將電位器的模擬電壓(對應(yīng)實(shí)際角度)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。 |
| 誤差比較器 | 對比 “目標(biāo)角度信號” 與 “實(shí)際角度信號”,輸出 “正轉(zhuǎn) / 反轉(zhuǎn) / 停止” 的偏差控制指令。 |
| H 橋電機(jī)驅(qū)動器 | 接收偏差控制指令,輸出足夠功率的電流驅(qū)動舵機(jī)電機(jī)(直流有刷電機(jī))轉(zhuǎn)動。 |
關(guān)鍵特點(diǎn)
閉環(huán)控制:依賴電位器的位置反饋,確保輸出軸精準(zhǔn)停在目標(biāo)角度,而非 “開環(huán)瞎轉(zhuǎn)”。
固定 PWM 協(xié)議:多數(shù)舵機(jī)芯片僅識別標(biāo)準(zhǔn) PWM(20ms 周期),脈沖寬度直接對應(yīng)角度,無需額外通信協(xié)議(如 I2C、UART)。
集成驅(qū)動:無需外部額外驅(qū)動芯片,芯片內(nèi)置 H 橋可直接驅(qū)動電機(jī),簡化電路設(shè)計(jì)。
審核編輯 黃宇
-
芯片
+關(guān)注
關(guān)注
462文章
53499瀏覽量
458479 -
驅(qū)動電路
+關(guān)注
關(guān)注
158文章
1608瀏覽量
111139 -
舵機(jī)
+關(guān)注
關(guān)注
17文章
373瀏覽量
42810
發(fā)布評論請先 登錄
舵機(jī)伺服編碼器
PWM信號是如何控制舵機(jī)的?
電動舵機(jī)和直線舵機(jī)的區(qū)別?
工業(yè)大舵機(jī)和普通舵機(jī)的區(qū)別?
無刷舵機(jī)與普通舵機(jī)等舵機(jī)有哪些區(qū)別
什么是舵機(jī)?舵機(jī)的種類有哪些?
舵機(jī)PWM信號介紹!
舵機(jī)的種類有哪些?
舵機(jī)的執(zhí)行原理
舵機(jī)怎么控制正反,舵機(jī)怎么使用?
舵機(jī)如何控制?
PWM 型號舵機(jī)控制方法!
舵機(jī)精準(zhǔn)定位背后的秘密

舵機(jī)的芯片原理
評論