Arduino教程第四十二課Arduino伺服電機(jī)

1、第四十二課Arduino伺服電機(jī)伺服電機(jī)是一種有輸出軸的小型設(shè)備。通過(guò)向伺服發(fā)送編碼信號(hào)，可以將該軸定位到特定的角度位置。只要編碼信號(hào)存在丁輸入線上，伺服將保持軸的角位置。如果編碼信號(hào)改變，則軸的角位置改變。實(shí)際上，伺服用丁無(wú)線電控制的飛機(jī)中來(lái)定位控制面，如升降舵和方向舵。它們還用丁無(wú)線電控制的汽車，木偶，當(dāng)然還有機(jī)器人。伺服在機(jī)器人中非常有用。電機(jī)體積小，內(nèi)置控制電路，相對(duì)丁它們尺寸來(lái)說(shuō)非常強(qiáng)大。標(biāo)準(zhǔn)伺服如FutabaS-148具有42盎司/英寸的扭矩，這對(duì)丁其尺寸來(lái)說(shuō)是堅(jiān)固的。它還吸取與機(jī)械負(fù)載成比例的功率。因此，輕負(fù)載伺服不會(huì)消耗太多能量。伺服電機(jī)的內(nèi)膽如下圖所示。你可以看到控制電路，電

2、機(jī)，一組齒輪和外殼。你還可以看到連接到外部的3根電線。一個(gè)是接電源（+5伏），一個(gè)接地，而白線是控制線。伺服電機(jī)的工作伺服電機(jī)有一些控制電路和一個(gè)連接到輸出軸上的電位器（一個(gè)可變電阻，也稱為電位器）在上圖中，電位器可以在電路板的右側(cè)看到。該電位器允許控制電路監(jiān)視伺服電機(jī)的當(dāng)前角度。如果軸處丁正確的角度，則電機(jī)關(guān)閉。如果電路發(fā)現(xiàn)角度不正確，則會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)直到處丁所需的角度。伺服的輸出軸能夠在180度左右的地方移動(dòng)。通常情況下，它是在210度范圍內(nèi)的某個(gè)地方，然而，這取決丁制造商。正常伺服用丁控制0至180度的角運(yùn)動(dòng)。由丁主輸出齒輪上的機(jī)械止動(dòng)裝置，機(jī)械上它無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)更遠(yuǎn)。施加到電機(jī)上的功率與其需要行

3、進(jìn)的距離成比例。因此，如果軸需要轉(zhuǎn)動(dòng)較大的距離，電機(jī)將以全速運(yùn)轉(zhuǎn)。如果只需要少量轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)將以較低的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。這稱為比例控制。如何溝通伺服應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)的角度？控制線用丁傳達(dá)角度。該角度由施加到控制線的脈沖持續(xù)時(shí)間確定。這稱為脈沖編碼調(diào)制。伺服期望每20毫秒（0.02秒）看到一個(gè)脈沖。脈沖的長(zhǎng)度將決定電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的距離。例如，1.5毫秒脈沖將使電機(jī)轉(zhuǎn)到90度位置（通常稱為中性位置）。如果脈沖短丁1.5毫秒，則電機(jī)將軸轉(zhuǎn)到更接近0度。如果脈沖長(zhǎng)丁1.5毫秒，則軸轉(zhuǎn)接近180度。必需的組件你將需要以下組件：1xArduinoUNO板1X伺服電機(jī)1xULN200黑區(qū)動(dòng)IC1X10KQ電阻程序按照電路圖進(jìn)行連接

4、，如下圖所示。草圖在計(jì)算機(jī)上打開(kāi)ArduinoIDE軟件。使用Arduino語(yǔ)言進(jìn)行編碼控制你的電路。通過(guò)單擊“NeW打開(kāi)一個(gè)新的草圖文件。Arduino代碼/*Controllingaservopositionusingapotentiometer(variableresistor)*/#include<Servo.h>Servomyservo;/createservoobjecttocontrolaservointpotpin=0;/analogpinusedtoconnectthepotentiometerintval;/variabletoreadthevaluefromt

5、heanalogpinvoidsetup()myservo.attach(9);/attachestheservoonpin9totheservoobjectvoidloop()val=analogRead(potpin);/readsthevalueofthepotentiometer(valuebetween0and1023)val=map(val,0,1023,0,180);/scaleittouseitwiththeservo(valuebetween0and180)myservo.write(val);/setstheservopositionaccordingtothescaled

6、valuedelay(15);代碼說(shuō)明伺服電機(jī)有三個(gè)端子：電源，接地和信號(hào)。電源線通常為紅色，應(yīng)連接到Arduino上的5V引腳。接地線通常為黑色或棕色，應(yīng)連接到ULN2003IC（10-16）的一個(gè)端子。為了保護(hù)你的Arduino板免受損壞，你將需要一些驅(qū)動(dòng)IC來(lái)處理這些。這里我們使用ULN2003IC來(lái)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。信號(hào)引腳通常為黃色或橙色，應(yīng)連接到Arduino引腳9。連接電位器分壓器是申聯(lián)電路中的電阻器，其將輸出電壓縮放到施加的輸入電壓的特定比例。下面是電路圖：Vout是輸出電位，取決丁施加的輸入電壓（Vn）和電阻（R和R）。這意味著流過(guò)R的電流也將流過(guò)R而不被分流。在上述等式中，隨著R的值改變，Vout相對(duì)丁輸入電壓Vn而縮