Maquinas ac

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L A B O R A T Ó R I O

Experiência

5

Acionamento de servo motores RC – Parte 1
Transformando comandos por software em movimentos de máquinas com servo motores RC

A

s experiências 5 e 6 são relacionadas com o acionamento por servo motores RC (Radio Controle). Esses servo motores são muito úteis em pequenos projetos de acionamento devido ao seu baixo custo,facilidade de controle e precisão de posicionamento. Seu acionamento requer a geração de um sinal de PWM (Pulse Width Modulation) com características específicas. Na experiência 5 será realizado o acionamento de um servo motor com uma interface de usuário através do módulo de LCD. Já na experiência 6 deverão ser acionados dois servo motores simultaneamente.

Objetivo
O objetivo destas duasexperiências é que o aluno se familiarize com o acionamento por microprocessador aprendendo como gerar sinais PWM por interrupção, em um eixo na experiência 5 e em dois eixos na experiência 6.

Resumo
Primeiramente, o aluno deverá entender como gerar um sinal de saída num bit de uma porta do 8255 e depois como controlar esse bit dentro de uma interrupção, que produzirá o sinal PWM desejado. Depois oaluno deverá implementar um programa de controle de posição do servo motor RC através de uma interface que utiliza o display LCD e os botões do módulo de LCD.

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Estudar antes de ir para a aula
Servo motores RC

Servo motores RC são pequenos dispositivos de acionamento muito utilizados em aeromodelos. Devido o seu baixo custo, facilidade de acionamento e precisão de posicionamento são muitoutilizados em pequenos projetos de robótica. Os servo motores RC utilizados no laboratório são alimentados por tensões até 6 Volts e operam bem com os 5 Volts que alimentam o kit. Isso torna a sua ligação ao kit Figura 1. Servo motor RC praticamente direta, dispensando qualquer tipo de interface adicional. O servo motor RC possui 3 fios para sua conexão ao sistema., A Figura 2 mostra os sinais decada um dos pinos do conector.
Pinos

1 2 3
1 – Sinal de controle PWM 2 – Alimentação entre 4,8 e 6 Volts 3 – Alimentação - Terra

Figura 2. Sinais no conector do servo motor RC

No pino 1 deve entrar o sinal PWM de controle de posição do servo motor. Os pinos 2 e 3 são destinados à alimentação do servo. O sinal de PWM segue níveis de tensão e corrente dentro do padrão TTL. Já pelos pinosde alimentação passarão correntes que dependem do tamanho do servo. No caso do servo do laboratório essas correntes devem ser inferiores a 1 Ampére.
Sinal de controle PWM

O sinal de controle do servo é do tipo PWM, mas não é utilizado como um PWM convencional. A largura do pulso de PWM controla a posição do servo, mas ao contrário de um sinal PWM convencional, a essa variação da largura dopulso não corresponderá uma variação de corrente proporcional no motor. Esse tipo de servo aceita pulsos periódicos a cada 20 ms continuamente. Esse tempo não é crítico podendo variar tranqüilamente entre 10 e 30 ms. O pulso de 1,5 ms é considerado o meio do curso no posicionamento do servo. Um pulso de 1,0 ms deve corresponder ao máximo de posição para rotação num determinado sentido que é cerca de-60º. Da mesma maneira, um pulso de 2,0 ms dever corresponder ao máximo de posição para rotação no sentido oposto, cerca de +60º. Esses são os limites especificados pelo fabricante. Valores de tempo de pulso menores que 1,0 ms e maiores que

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2,0 ms podem ser utilizadas para se obter cerca de 180º de variação angular total, apesar de não serem garantidos pelo fabricante. A Figura 3 mostra aforma de onda do sinal de controle PWM.

2 ms 1,5 ms 1 ms Limite superior do PWM

Limite inferior do PWM

20 ms

Figura 3. Forma de onda do PWM para o servo motor RC

Para se gerar esse sinal, deve-se utilizar uma interrupção periódica a cada 20ms, a rotina de interrupção controla a largura do pulso através de um loop de software. Os timers do 8254 deve ser utilizados para gerar o...
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