Arduino舵機(jī)控制實(shí)驗(yàn)詳解含源程序

ID:375942 · 發(fā)表于 2018-9-11 11:12

舵機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

舵機(jī)是一種位置伺服的驅(qū)動(dòng)器，主要是由外殼、電路板、無(wú)核心馬達(dá)、齒輪與位置檢測(cè)器所構(gòu)成。其工作原理是由接收機(jī)或者單片機(jī)發(fā)出信號(hào)給舵機(jī)，其內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms 的基準(zhǔn)信號(hào)，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。經(jīng)由電路板上的IC 判斷轉(zhuǎn)動(dòng)方向，再驅(qū)動(dòng)無(wú)核心馬達(dá)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，透過(guò)減速齒輪將動(dòng)力傳至擺臂，同時(shí)由位置檢測(cè)器送回信號(hào)，判斷是否已經(jīng)到達(dá)定位。適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過(guò)級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。一般舵機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度范圍是0 度到180 度。

舵機(jī)有很多規(guī)格，但所有的舵機(jī)都有外接三根線，分別用棕、紅、橙三種顏色進(jìn)行區(qū)分，由于舵機(jī)品牌不同，顏色也會(huì)有所差異，棕色為接地線，紅色為電源正極線，橙色為信號(hào)線。

舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是通過(guò)調(diào)節(jié)PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)的，標(biāo)準(zhǔn)PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)的周期固定為20ms（50Hz），理論上脈寬分布應(yīng)在1ms到2ms 之間，但是，事實(shí)上脈寬可由0.5ms 到2.5ms 之間，脈寬和舵機(jī)的轉(zhuǎn)角0°～180°相對(duì)應(yīng)。有一點(diǎn)值得注意的地方，由于舵機(jī)牌子不同，對(duì)于同一信號(hào)，不同牌子的舵機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度也會(huì)有所不同。

了解了基礎(chǔ)知識(shí)以后我們就可以來(lái)學(xué)習(xí)控制一個(gè)舵機(jī)了，本實(shí)驗(yàn)所需要的元器件很少只需要舵機(jī)一個(gè)、跳線一扎就可以了。

SG90 舵機(jī)*1

面包板跳線*1 扎

用Arduino 控制舵機(jī)的方法有兩種，一種是通過(guò)Arduino 的普通數(shù)字傳感器接口產(chǎn)生占空比不同的方波，模擬產(chǎn)生PWM 信號(hào)進(jìn)行舵機(jī)定位，第二種是直接利用Arduino 自帶的Servo 函數(shù)進(jìn)行舵機(jī)的控制，這種控制方法的優(yōu)點(diǎn)在于程序編寫(xiě)，缺點(diǎn)是只能控制2 路舵機(jī)，因?yàn)?/font>Arduino 自帶函數(shù)只能利用數(shù)字9、10 接口。Arduino 的驅(qū)動(dòng)能力有限，所以當(dāng)需要控制1 個(gè)以上的舵機(jī)時(shí)需要外接電源。