Experimente mit Bewegung - Arduino Servo

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Experimente mit Bewegung - Arduino Servo



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Letzte Aktualisierung: 01 Jul 2020 - 13:30

Allgemeine Informationen

Projekte von Schülerinnen und Schülern mit Servos gehören zur Königsdisziplin der Robotik! Mit Servos können auf einfache Art präzise Bewegungen in klassische TTG-Projekte gebracht werden. Denkbar sind einfache Öffnungsmechanismen, Krabbel Roboter oder alle klassische Automaten. hier ein paar Beispiele: - Youtube: Push-Pull-Robot - Youtube: Seifenblasenmaschine - Youtube. Halfbug - Suchmaschinen Keyword: Automata art Die folgenden Projekte können mit jedem Arduino Mikrocontroller und handelsüblichen Servos umgesetzt werden. Die Videos und Programmierungen sind mit der Prozessorgesteuerten Lernumgebung (PGLU) entstanden. - Bezugsquelle Mikrocontroller "Komfort" - Bezugsquelle Servo - PGLU-Editor für Arduino - PGLU: Organisation von Lerngruppen - Weitere PGLU-Experimente im "Workshop" 1. Was ist ein Servo und wie wird es angeschlossen? Das Arduino Servo ist ein simpler aber raffinierter Aktor, der mit seinen präzise programmierbaren Bewegungen Leben in deine Projekte bringt. Let's move it.. Normale Servos können Bewegungen von ca. 180° abdecken und das mit einem erstaunlichen Drehmoment von bis zu mehreren kg/cm. Das Servo wird über drei farbige Litzen mit dem Mikrocontroller verbunden. Die Farben dieser drei Anschlüsse sind je nach Produkt unterschiedlich und haben diese Funktion: - Rot         →  +5V - Braun     →  -5V - Orange   →  -L1 (minus) - Hinweis: Servos können auch mit der Mikrocontroller Pixel gesteuert werden - Hinweis: Es können bis zu 4, im Extremfall 8 Servos angeschlossen werden  2. PWM Steuersignal verstehen Hinweis: du kannst auch mit Servos arbeiten, wenn du dieses Kapitel nicht 100%ig nachvollziehst. Die genaue Position des Servos wird mit einem PWM Signal (Pulsweiten Modulation Signal) gesteuert: - Das Servo erwartet alle 19ms einen kurzen Impuls von 5V → i = Zeitabstand Impulse - Die Dauer dieses Impulses bestimmt über den Winkel des Servohebels → i = Impulsdauer - i soll (in der Theorie) zwischen 1ms und 2ms betragen. - i = 1000 μs entspricht der Anfangsposition - i = 1500 μs entspricht der Mittelposition - i = 2000 μs entspricht der Endposition - Google Keyword Servo Modellbau wiki   3. Servo mit PGLU-Editor programmieren Wie in Kapitel 2 beschrieben, soll einer der LED Ausgänge des Mikrocontrollers, alle 19ms einen Steuerimpuls von der Dauer zwischen 1000μs und 2000μs ausgeben. Es genügt, wenn du genau zwei solcher Impulse an das Servo sendest! Das geht so: Definiere im PGLU-Editor eine eigene Funktion - das ist sehr praktisch und du musst dich später nicht mehr um diese Impulse kümmern, sondern kannst die Stellposition des Servohebels direkt über einen Wert zwischen 0% und 100% angeben. - Hinweis: klicke auf den schwarzen Punkt, um die Funktionsvariablen Position und Servo Pin einzugeben. - Hinweis: schaue genau, ob du eine Pause in ms oder in μs verwendest. Es gibt beide! - Hinweis: 1000μs (Mikrosekunden) = 1ms (Millisekunde) = 0.001s (Sekunde) - Hinweis: Aus technischen Gründen sind die Wirkweisen von Aktoren und Sensoren beim PGLU-Mikrocontroller gegenüber dem Arduino Code invertiert. Die wahren Zustände (HIGH/LOW) sind in der Codeansicht im Editor ersichtlich. Diese Tatsache hat keinen Einfluss auf die Verwendung von Sensoren mit PGLU-Sketches und muss nicht weiter beachtet werden. - Hinweis: Experimentiere mit den Werten für t on (grüne Kreise). Sie sollen in der Theorie zwischen 1000μs und 2000μs liegen (vergl. Kap. 1.2.). Bei den getesteten Servo (siehe Video) war der Ausschlag mit Werten zwischen 600μs und 2400μs am besten.     Der Ultraschallsensor dieses Roboters kann dank seines Servos seitliche Hindernisse erkennen und auf diese fokussieren. Siehe Zebis-Projekt "Arduino Ultraschallsensor"

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Pädagogische Informationen


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Lehrplan 21

Gestalten Textiles und Technisches Gestalten Prozesse und Produkte Gestaltungs- bzw. Designprozess
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Gestalten Textiles und Technisches Gestalten Kontexte und Orientierung Kultur und Geschichte
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Gestalten Textiles und Technisches Gestalten Prozesse und Produkte Funktion und Konstruktion
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Gestalten Textiles und Technisches Gestalten Prozesse und Produkte Verfahren