MG90S Servo-Motor-Pinbelegung, PWM-Steuerung und Spezifikationen

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Was ist ein MG90S-Servomotor?

Der MG90S Metal Gear Micro Servo Motor ist ein kleiner Drehantrieb, der für eine genaue Winkelsteuerung entwickelt wurde.Im Gegensatz zu einem normalen Gleichstrommotor, der sich kontinuierlich dreht, bewegt sich der MG90S mithilfe eines Steuersignals in eine festgelegte Position, normalerweise in einem Bereich von 0° bis 180°.

Es verfügt über einen internen Gleichstrommotor, ein Metallgetriebesystem, einen Rückkopplungssensor und einen Steuerkreis in einem kompakten Gehäuse.Seine Metallgetriebe verleihen ihm eine bessere Festigkeit und Haltbarkeit als Mikroservos mit Kunststoffgetriebe.Aufgrund seiner geringen Größe, stabilen Bewegung und einfachen Steuerung ist der MG90S eine praktische Wahl für Projekte, die kompakte und präzise Bewegungen erfordern.

Pinbelegungsfunktionen des MG90S

PWM-Signalsteuerung im MG90S

Der MG90S arbeitet mit einem Pulsweitenmodulations-Steuersignal (PWM), das über das orangefarbene Signalkabel gesendet wird.Das Servo erhält Strom über das rote Kabel und Masse über das braune Kabel.

Im Inneren enthält der MG90S einen kleinen Gleichstrommotor, Metallgetriebe, einen Steuerkreis und ein Feedback-Potentiometer.Die Steuerschaltung liest kontinuierlich die PWM-Impulsbreite und vergleicht sie mit der aktuellen, vom Potentiometer gemessenen Wellenposition.

Das Diagramm zeigt eine standardmäßige 20-ms-PWM-Periode bei 50 Hz.Innerhalb dieses Zyklus liegt die Impulsbreite normalerweise zwischen etwa 1 ms und 2 ms:

• Etwa 1 ms bewegt das Servo nahe an 0°

• Etwa 1,5 ms zentriert das Servo

• Etwa 2 ms bewegt das Servo um nahezu 180°

Wenn das empfangene Signal nicht mit der aktuellen Position übereinstimmt, dreht der interne Motor die Zahnräder, bis der Zielwinkel erreicht ist.Dieses Feedbacksystem mit geschlossenem Regelkreis ermöglicht es dem MG90S, die genaue Positionierung automatisch beizubehalten.

MG90S-Funktionen und Spezifikationen

Kompaktes und leichtes Design

Das MG90S verfügt über ein kompaktes Gehäuse mit Abmessungen von ca. 22,5 × 12 × 35,5 mm und einem Gewicht von nur 13,4 g.Dank seiner geringen Größe passt es in enge mechanische Räume und hält gleichzeitig das Gesamtsystem leicht.

Metallgetriebekonstruktion

Das Servo verwendet ein Metallgetriebesystem anstelle von Kunststoffzahnrädern.Dies verbessert die mechanische Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit bei wiederholten Bewegungen und im Dauerbetrieb.

Betriebsspannungsbereich

Der MG90S arbeitet zwischen 4,8 V und 6,0 V. Eine höhere Versorgungsspannung kann die Drehmoment- und Drehzahlleistung verbessern.

Drehmomentleistung

Das Servo bietet ein Drehmoment von etwa 1,8 kgf·cm bei 4,8 V und bis zu 2,2 kgf·cm bei 6 V. Dadurch kann es mittlere mechanische Belastungen für eine präzise Bewegungssteuerung bewältigen.

Schnelle Betriebsgeschwindigkeit

Der MG90S bietet eine Rotationsgeschwindigkeit von etwa 0,1 s/60° bei 4,8 V und 0,08 s/60° bei 6 V und ermöglicht so eine schnellere Reaktion und sanftere Bewegungen.

Schmale Totbandbreite

Mit einer Totbandbreite von 5 μs kann der MG90S während des Betriebs eine bessere Positionierungsgenauigkeit und eine stabile Winkelsteuerung aufrechterhalten.

MG90S vs. SG90: Welches Servo ist besser?

MG90S-Leistung in realen Projekten

Der MG90S eignet sich gut für Projekte, die eine kompakte Größe, präzise Bewegungen und ein moderates Drehmoment erfordern.Sein Metallgetriebesystem bietet eine längere Haltbarkeit als Servos mit Kunststoffgetriebe, wodurch wiederholte Bewegungen und leichte mechanische Belastungen zuverlässiger bewältigt werden können.Das Servo bietet außerdem eine stabile Positionierung und eine relativ schnelle Reaktion, wodurch die Bewegungssteuerung während des Betriebs reibungsloser erfolgt.

Im realen Einsatz funktioniert das MG90S am besten, wenn es mit einer stabilen Spannung zwischen 4,8 V und 6 V versorgt wird. Schlechte Stromquellen können zu Zittern, schwacher Haltekraft oder instabiler Bewegung führen.Obwohl die Metallgetriebe die Festigkeit verbessern, können sie im Vergleich zu Servos mit Kunststoffgetriebe etwas mehr Lärm erzeugen.Der MG90S gilt als zuverlässiges Mikroservo für Systeme, die ein Gleichgewicht zwischen Größe, Drehmoment, Geschwindigkeit und Haltbarkeit erfordern.

So steuern Sie den MG90S mit Arduino

Der MG90S kann einfach mit einem Arduino über ein PWM-Signal gesteuert werden.Das Servo verfügt über drei Drähte: Der rote Draht wird an die 5-V-Stromversorgung angeschlossen, der braune Draht wird an GND angeschlossen und der orangefarbene Draht wird an einen der Arduino-PWM-fähigen digitalen Pins angeschlossen.

Der Arduino sendet PWM-Impulse an den MG90S, um den Wellenwinkel zu steuern.Eine Impulsbreite von etwa 1 ms bewegt das Servo normalerweise in die Nähe von 0°, 1,5 ms zentriert es und 2 ms bewegt es in die Nähe von 180°.Das Servo liest diese Signale kontinuierlich und passt seine interne Motorposition automatisch an.

Für einen stabilen Betrieb wird empfohlen, beim Antreiben des Servos unter Last eine geeignete externe 5-V-Versorgung zu verwenden, da die direkte Stromversorgung über das Arduino-Board zu instabilen Bewegungen oder Jitter führen kann.

Mechanische Abmessungen des MG90S

Anwendungen des MG90S-Servomotors

• Roboterarm-Gelenksteuerung

• Schwenk-Neige-Kamerasysteme

• Steuerflächen für RC-Flugzeuge

• RC-Car-Lenkmechanismen

• Zubehör-Bewegungssysteme für Quadrocopter

• Robotergreifer und -klauen

• Kleine humanoide Roboterbewegung

• Arduino- und ESP32-Bewegungsprojekte

• Automatisierte Türverriegelungsmechanismen

• Sensor-Scan-Plattformen

• Leichte CNC- und Positionierungssysteme usw.

Auswahl des richtigen Servomotors

Die Auswahl des richtigen Servomotors hängt vom erforderlichen Drehmoment, der Größe, der Geschwindigkeit, der Betriebsspannung und der Haltbarkeit des Systems ab.Kleine Servos wie das MG90S eignen sich, wenn kompakte Größe, genaue Positionierung und mäßige mechanische Festigkeit erforderlich sind.Für leichtere Bewegungen und geringere Kosten können Servos mit Kunststoffgetriebe ausreichen, während Servos mit Metallgetriebe besser für wiederholte Bewegungen und höhere mechanische Beanspruchung geeignet sind. Es ist auch wichtig, die Stromversorgung und die Lastbedingungen zu berücksichtigen.Ein Servo mit unzureichendem Drehmoment kann möglicherweise Schwierigkeiten haben, den Mechanismus richtig zu bewegen, während ein übergroßes Servo den Stromverbrauch und das Systemgewicht unnötig erhöhen kann.Die Auswahl des richtigen Servos trägt zur Verbesserung der Bewegungsstabilität, Positionierungsgenauigkeit und langfristigen Zuverlässigkeit bei.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Warum verwendet das MG90S Metallzahnräder anstelle von Kunststoffzahnrädern?

Der MG90S verwendet Metallgetriebe, um die Haltbarkeit, Verschleißfestigkeit und mechanische Festigkeit zu verbessern.Metallgetriebe können wiederholte Bewegungen und moderate Belastungen zuverlässiger bewältigen als Kunststoffgetriebe, wodurch das Servo im Langzeitbetrieb stabiler wird.

2. Wie ermöglicht die PWM-Steuerung, dass sich der MG90S in einen bestimmten Winkel bewegt?

Der MG90S verwendet PWM-Signale, um die Zielposition der Abtriebswelle zu bestimmen.Die Steuerschaltung liest die Impulsbreite und vergleicht sie mithilfe eines Rückkopplungspotentiometers mit der aktuellen Wellenposition.Anschließend dreht sich der interne Motor, bis beide Positionen übereinstimmen.

3. Warum kann eine instabile Stromversorgung zu Jitter im MG90S-Servomotor führen?

Servomotoren benötigen während der Bewegung eine stabile Spannung und ausreichend Strom.Wenn die Stromversorgung abfällt oder Störungen auftreten, empfängt der Steuerkreis möglicherweise inkonsistente Signale, was zu Erschütterungen, schwacher Haltekraft oder instabiler Positionierung führen kann.

4. Welche Vorteile hat das MG90S gegenüber dem SG90-Servo?

Der MG90S bietet aufgrund seines Metallgetriebesystems ein höheres Drehmoment, eine bessere Haltbarkeit und eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchung.Im Vergleich zum SG90-Servo mit Kunststoffgetriebe bietet es auch einen stabileren Betrieb bei wiederholten Bewegungen.

5. Warum ist das MG90S für eine genaue Winkelpositionierung geeignet?

Der MG90S enthält ein Feedback-Potentiometer, das die Wellenposition kontinuierlich überwacht.Dieses Regelsystem ermöglicht es dem Servo, Fehler automatisch zu korrigieren und eine genaue Positionierung beizubehalten.

6. Wie wirkt sich die Betriebsspannung auf die Leistung des MG90S aus?

Eine höhere Betriebsspannung kann das Drehmoment und die Drehzahl des Servos verbessern.Bei 6 V liefert der MG90S normalerweise eine stärkere Ausgangskraft und eine schnellere Reaktion im Vergleich zum Betrieb bei 4,8 V.

7. Warum ist die Totbandbreite für die Leistung des Servomotors wichtig?

Die Totbandbreite beeinflusst die Positionierungsgenauigkeit und -stabilität.Eine kleinere Totzone ermöglicht es dem Servo, präziser auf kleine Signaländerungen zu reagieren, wodurch der MG90S eine gleichmäßigere und genauere Bewegung beibehält.