arduino控制舵機代碼「arduino舵機轉動程序」

今天馬克筆設計留學的程老師繼續給大家帶來Arduino的相關知識，之前發布了很多相關文章，記得複習啊！
舵機是很多同學喜歡使用的一種傳感器。它是一種位置「角度」伺服的驅動器，適用於那些需要角度不斷變化並可以保持的控制系統。目前在高檔遙控玩具、航模、機器人中已經得到普遍使用。舵機，其實就是個低端的伺服電機系統，它也是最常見的伺服電機系統，因此英文叫做Servo，就是Servomotor的簡稱。它將PWM信號與滑動變阻器的電壓相比對，通過硬件電路實現固定控制增益的位置控制。也就是說，它包含了電機、傳感器和控制器，是一個完整的伺服電機（系統）。價格低廉、結構緊湊，但精度很低，位置鎮定能力較差，能夠滿足很多低端需求。

外部接線，舵機一般都外接三根線，分別用棕、紅、橙三種顏色進行區分，由於品牌不同，顏色也會有所差異，棕色為接地線，紅色為電源正極線，橙色為信號線。由於Arduino的驅動能力有限，當需要控制多個舵機時，需要外接電源以及使用專用的舵機控制板。

舵機的轉動的角度是通過調節PWM（脈衝寬度調製）信號的占空比來實現的，標準PWM（脈衝寬度調製）信號的周期固定為20ms（50Hz），理論上脈寬分布應在1ms到2ms 之間，但是，事實上脈寬可由0.5ms 到2.5ms 之間，脈寬和舵機的轉角0°～180°相對應。有一點值得注意的地方，由於舵機牌子不同，對於同一信號，不同牌子的舵機旋轉的角度也會有所不同。

servo類下有以下成員函數：attach()//連接舵機；write()//角度控制；writeMicroseconds()；read()//讀上一次舵機轉動角度；detach()//斷開舵機連接。當然，用於舵機的第三方庫要去github上下載。經常有學生喜歡用舵機去控制機械臂，那我們在新手包里使用到的是180度的舵機，舵機也有可以轉動90度，270度和360度的。但是要明確一點，360度舵機無法像180度舵機一樣控制角度，它只能控制方向和速度。

關於函數——《Arduino常見函數講解》

360度舵機與一般舵機的區別是：給一般舵機一個PWM信號，舵機會轉到一個特定角度，而給360度舵機一個PWM信號，舵機會以一個特定的速度轉動，類似於電機。但與電機不同的是，360舵機是閉環控制，速度控制穩定。很多學生喜歡用舵機去帶動一些東西旋轉，從而實現某些效果，在這裡我要提醒大家，單個舵機本身的力量有限，它是否能帶動你需要經過實驗，不要想當然，憑空去假設，測試環節是我們在做Arduino項目時最重要的階段。

以180度舵機為例：
0.5ms—————-0度；
1ms —————–45度；
1.5ms—————-90度；
2ms —————–135度；
2.5ms —————180度；

PWM 信號與360舵機轉速的關係：
0.5ms—————-正向最大轉速；
1.5ms—————-速度為0；
2.5ms—————-反向最大轉速；

還有個步進電機，也是大家經常提到的。那我來簡單說一下步進電機和舵機的區別，步進電機英文是stepper/step/stepping motor。主要是依靠定子線圈序列通電，順次在不同的角度形成磁場，推拉定子旋轉。步進電機的好處是，你可以省掉用於測量電機轉角的傳感器。因此在結構上和價格上有一定的優勢。而且它的位置和速度控制相對簡單。其缺點是，第一，與同等功率的電機相比載荷比較小，沒有角度傳感器的情況下不能輸出大力矩。第二，功耗相對較大，要麼全開，要麼全關。所以要麼接近滿功耗，要麼就不能出力。ULN2003驅動板上IN1、IN2、IN3、IN4分別連接UNO開發板的數字引腳2，3，4，5；驅動板電源輸入+、-引腳分別連接UNO開發板的5V、GND。