Einen Servo mit Arduino zu steuern ist relativ einfach. Wenn man ein paar Dinge beachtet, dann erweitert man die blinkende und piepsende Arduino-Welt schnell mit Bewegungen und kinetischer Interaktion! In diesem Beitrag wird die Schaltung und der Code erklärt.
Wir benötigen Ihre Zustimmung um den Inhalt von YouTube laden zu können.Servo: Aufbau und Anschluss
Ein Servo besteht aus einer Motorsteuerung (1), einem Elektromotor (2), einem Getriebe (3) und einem Potentiometer zur Positionsbestimmung (4). Alle Komponenten sind in einem robusten Gehäuse untergebracht.
Angeschlossen wird er über ein dreipoliges Kabel. Dabei handelt es sich um zwei Versorgungsleitungen (Plus und GND) und um eine Datenleitung.
Je nach Hersteller können die Kabelfarben abweichen. Gebräuchlich sind die Kombinationen Braun-Rot-Orange (GND, Plus, Daten) oder Schwarz-Rot-Gelb (GND, Plus, Daten). Ein Blick in die Beschreibung des Servomotors ist auf jeden Fall angebracht, um sicher zu gehen, dass er richtig angeschlossen wird. Ein falsches Anschließen kann hier zu Schäden führen.
Schaltung und Beispiel-Programm-Code
Im Beispiel ist ein Standard-Servomotor* mit dem GND, 5V+ und dem digitalen Pin 9 verbunden. Des Weiteren ist ein Potentiometer am analogen Pin 2 angeschlossen.
Bei dem Programm handelt es sich um das Knob-Beispiel aus der Arduino Software (Datei > Beispiele > Servo > Knob).
#include <Servo.h>
Servo myservo; // erstellt ein Servo-Objekt um einen Servomotor zu steuern
int potpin = 0; // Analog Pin, an dem das Potentiometer angeschlossen ist
int val; // Variable um den Vert des Analogen Pin zwischen zu speichern
void setup() {
myservo.attach(9); // verknüpft den Servomotor an Pin 9 mit dem Servo-Objekt
}
void loop() {
val = analogRead(potpin); // liest das Potentiometer aus (Wert zwischen 0 und 1023)
val = map(val, 0, 1023, 0, 180); // rechnet den Wert in den Wertebereich des Servomotors (zwischen 0 und180)
myservo.write(val); // überträgt die Zielposition an den Servomotors
delay(15); // lässt dem Servomotor Zeit, die Zielposition zu erreichen
}
In diesem Beispiel wird der Servomotor auf eine Position gesteuert, die mittels des Potentiometers festgelegt wird. Natürlich ist das nur exemplarisch, um die Funktionsweise zu erklären. Wichtig ist, dass der Befehl myservo.write(val); den Servomotor in eine bestimmte Position zwischen 0 und 180 Grad stellt.
Viele Servomotoren mit Arduino steuern
Ein Servomotor benötigt für die Bewegungen relativ viel Strom. Will man mehr als einen Servomotor nutzen, empfiehlt die schnell die Nutzung eines Servo-Shields wie dem Adafruit Robot Shield*. Dabei handelt es sich um eine, auf das Arduino aufsteckbare, Erweiterung des Arduinos. Mit dem Adafruit Robot Servo lassen sich bis zu 16 Servomotoren gleichzeitig steuern. Ein externes Netzteil ist dafür allerdings erforderlich. Angenehmer Nebeneffekt ist, dass man nicht pro Servomotor einen wertvollen Kanal des Arduinos belegt. Das Shield wird per I2C angesteuert. Dabei handelt es sich um eine digitale Datenverbindung zwischen dem Arduino und dem Servo Shield. Es belegt lediglich zwei Pins des Boards.
Wir benötigen Ihre Zustimmung um den Inhalt von YouTube laden zu können.Um diese Kommunikation einzurichten gibt es eine Library von Adafruit, die sich im Handumdrehen einbinden und verwenden lässt.
Alternativ zum Adafruit Robot Servo Shield gibt es noch eine günstigere Variante von SunFounder*.
Tipp: Leider passen normale Servos nicht an LEGO Technik. Mit diesem kleinen 3D Modell geht das dann aber doch. Ausgedruckt auf dem Wanhao Duplicator i3.
Spezialform Servo-Winde
Dabei handelt es sich um einen kräftigeren Servomotor, der sich nicht nur auf 180°, sondern je nach Typ auf 360° oder 720° drehen kann. Winden werden im Modellbau z.B. in Segelschiffen verbaut. Hier kann man sich das Produkt auf Amazon*ansehen.
Expertenwissen: Steuerung ohne Library
Zum Steuern des Servomotors verwendet man ein sich alle 20 Millisekunden wiederholendes Signal. Es besteht aus einem HIGH-Impuls, der zwischen 1 und 2 Millisekunden lang ist, und einem LOW-Impuls. Die Dauer des HIGH-Impulses bestimmt den Zielwinkel (normaler Weise von 0 bis 180°). In der Arduino-Software kann hierfür der Befehl delayMicroseconds(x); verwenden:
digitalWrite(myServo,HIGH);
delayMicroseconds(1500);
digitalWrite(myServo,LOW);
delayMicroseconds(18500);Da der Servo einige Zeit benötigt, um sich auf den gewünschten Zielwinkel einzustellen, muss das Signal mindestens so lange wiederholt werden, bis der Servo die Position erreicht hat.
Servomotoren überprüfen ihren eigenen Stellwinkel mit einem eingebauten Potentiometer. Es kommt hierbei vor, dass eine gewünschte Position nicht exakt erreicht werden kann. Der Servo korrigiert sich dann kontinuierlich selbst, was zu einem »Zittern« des Servos führt. Um das zu verhindern, sollte der Impuls nach erreichen des Zielwinkels auf LOW geschalten werden.
Alternativ zum selbst programmierten Signal, kann man die Servo-Library benutzen. Sie kommt mit der Arduino-Software. Im Beispiel Sweep (File>Examples>Servo>Sweep), wird gezeigt, wie man einen Servo mit der Servo-Library verwendet.
// Sweep
// by BARRAGAN
#include Servo myservo; // erzeugt ein Servomotor-Objekt
// maximal können acht Servomotor-Objekte erzeugt werden
int pos = 0; // Variable, die die Servoposition (Winkel) speichert
void setup(){
myservo.attach(9); // an welchem Pin ist der Servomotor angeschlossen
}
void loop(){
for(pos = 0; pos < 180; pos += 1) { // von 0 bis 180 Grad, in Schritten von einem Grad
myservo.write(pos); // sagt dem Servomotor, in welche Position sich drehen soll
delay(15); // wartet 15 Millisekunden
}
for(pos = 180; pos>=1; pos-=1) { // und das gleiche zurück
myservo.write(pos);
delay(15);
}
}
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Der Sketch kann nicht kopiert werden. So wird er nicht funktionieren. Es müssen folgende Zeilen geändert werden:
#include // hier fehlte die Datei
int potpin=2; // In der Abbildung ist er an 2 und nicht 0 angeschlossen
Es ist zwar schönüberall die gleichen Beispiele zu finde, aber leider sind sie nur kopiert und nicht getestet. Was passiert, wenn so ein Beispiel auf einenm UNO, vorausgesetzt es hat vorher schon mal funktioniert, einen Servo in Dauerlauf versetzt? Er sollte ja nur von 0 bis 180 Grad laufen bzw. zurück und nicht weiter und nach 360 merkt man nur einen kurze Verlangsamung und dann wieder volle Power.
Antwort: Nicht nur den Pin deklarieren, sondern auch den Wertebereich.
Früher im Ferienlager haben wir damit rumgespielt. Dat war große Sahne. Isch kann mich noch daran erinnern wie wir mit den Gurken gespielt haben, obwohl wie diese essen sollten. Der gute Willie war auch mit dabei. Ich bin nicht mehr der jüngste aber wer eine kleine Nummer schieben will soll sich melden.
Lange Lunte
Iiiiiich Niiiiiicht Deuuuuutsch
Was passiert, wenn ich einen Servo von einem Meccanoid G15 Roboter anschließe und diesen um über 180 Grad drehen lasse? Schaltet der intern dann ab oder wird er dadurch zerstört?
Ja du kannst eine Pause einlegen, dafür kannst du im Programm was du geschrieben/ abgeschrieben hast im void loop() teil ein weiteren digital pin hinzufügen, der für eine bestimmte zeit Strom bekommt aber ja nichts machen muss und da hast du dann deine Pause.
Gibt es in der Servo-Libery eine Variable mit der man die Stellgeschwindigkeit des Servos einstellen kann? Ich möchte auf meiner Modellbahn einen Kran mit einem Servo steuern. Wenn ich das Poti zu schnell drehe dreht sich der Kran irrsinnig schnell. Ich möchte erreichen, dass mit dem Poti die Position eingestellt wird und der Kran sich dann langsam auf dies Position dreht.
Hey gutes tutorial
Hallo :)
Ich möchte gerne einen Servo (Digitales Segelwindservo RS-10 von Conrad : Betriebsspannung: 4,8- 7,2 V, max. Laufweg 5 x 360 Grad) mit dem Arduino so ansteuern, dass er sich um 180 Grad dreht und eine Pause einlegt. Meine Fragen sind jetzt nun: Brauche ich einen zusätzlichen Motortreiber und wenn ja welchen? Wie muss ich das genau verbinden, evt. auch mit einem zusätzlichen Netzteil? Benötige ich noch zusätzliche Bauelemente? Ist es überhaupt möglich eine Pause einzulegen, in der sich der Motor nicht bewegt? Wie schreibe ich dies in den Programmcode, da ich bisher leider nur Programmcodes gefunden habe, in denen sich der Servomotor ohne Pause dreht. Ich freue mich sehr über eine Antwort. Vielen Dank.
Liebe Grüße
digitalWrite(myServo,HIGH);
delayMicroseconds(1500);
digitalWrite(myServo.LOW);
delayMicroseconds(18500);
bei digitalWrite(myServo.LOW); gehört ein “,”, nicht ein Punkt
Sure. Thank you.