555定时器控制舵机/伺服电机

使用 555 定时器 IC 的伺服电机控制器和测试仪电路是一个简单的电路，可用于生成操作伺服电机所需的控制信号。该电路允许我们通过按下按钮手动驱动/控制任何伺服电机。

555 定时器 IC 用途广泛，可配置为各种模式。在这种情况下，它在非稳态模式下用于产生脉宽调制 （PWM） 信号，这对于控制伺服电机至关重要。

1、555定时器介绍

555 定时器振荡器或通常所说的 555 定时器是一种非常流行的计时相关应用 IC。 它们坚固耐用且用途广泛，因为它们可以用于任何需要某种时间控制的电路中。 它可用于生成各种类型的脉冲、创建时间延迟，也可用于脉宽调制 (PWM)。 555定时器最常见的用途是为电路产生时钟信号。

在前面的文章中，我们对555定时器做了详细的介绍，请参考：

• 快速了解555定时器
• 555定时器-单稳态多谐振荡器配置
• 555定时器-双稳态多谐振荡器配置
• 555定时器-非稳态多谐振荡器配置

2、舵机/伺服电机介绍

为了将伺服器沿其运动弧线移动到某个位置，或者在连续旋转伺服器的情况下电机的速度和方向，控制器需要发送一个精确定时的信号供伺服器解释。 典型的爱好伺服器希望每 20 毫秒看到一个脉冲，该信号的宽度决定了位置。 这个宽度通常在一到两毫秒之间。 这种类型的信号控制通常被称为脉冲宽度调制，缩写为 PWM。 伺服控制器通常是一个专用硬件，可以从其他组件（如操纵杆、电位计或传感器反馈）获取输入，以设置伺服的控制信号。 其他控制选项包括使用微控制器上支持 PWM 的引脚将该信号直接发送到伺服系统。

常见的舵机如下：

伺服电机控制器和测试电路具有广泛的应用，无论是在业余爱好者项目中还是在专业环境中。以下是一些主要应用：

• 机器人技术：控制机械臂和可移动部件。
• 遥控设备：汽车转向、船舵和飞机副翼。
• 摄像系统：平移和倾斜机构，实现平稳运动。
• 天线定位：调整天线以获得最佳信号接收。
• 家庭自动化：控制百叶窗、门锁等
• 教育工具包：关于伺服电机和控制系统的教学。
• 工业自动化：装配线中的精确运动。
• 游戏机：提供触觉反馈。
• 医疗设备：控制假肢的运动。
• 测试：校准和测试伺服电机。

3、硬件准备与接线

本次实例将使用到如下硬件模块：

• 555定时器IC
• SG90伺服电机
• 二极管：1N4148
• 2 个瞬时按钮开关
• 电阻：220K、56K、10K
• 电容：100nF
• 面包板
• 跳线
• 5-9V电源

硬件接线如下：

555定时器IC在单稳态模式下的设置电路，用于制作伺服电机控制器和测试仪。这将允许它在触发时产生特定宽度的脉冲。

该电路采用两个瞬时按钮：一个用于伺服臂的顺时针旋转，另一个用于逆时针运动。

电路如何工作

伺服电机控制器或测试仪利用 555 定时器 IC 进行操作。伺服电机基于作为输入馈送的PWM（脉宽调制）信号运行。为了更深入地了解 555 定时器 IC 如何产生 PWM 信号，您可以参考 LED 调光器或使用 PWM 技术的直流电机速度控制器等项目。本项目深入研究了调整每个PWM脉冲的导通持续时间。

伺服臂的位置直接受输入PWM信号的导通时间宽度（高脉冲）的影响。通常，1ms 导通时间宽度会将伺服臂定位在 0 度。相反，3ms 导通时间宽度会将伺服臂引导到 180 度位置。OFF时间的宽度（低脉冲）始终保持在18ms左右。

在这个特定的电路中，56K和10k值的电阻器用于在两个不同的导通脉冲宽度之间切换，分别代表0度和180度。因此，按下一个按钮将舵机臂对齐到 0 度，而另一个按钮将其定位在 180 度。