22.9克舵机

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22.9克舵机

实验现象：

  通过调整电位器来改变舵机旋转的角度。

（有些电脑的USB的驱动能力不足，不能驱动舵机，请适用DC9V的电源适配器给arduino供电。）

理论学习：

  标配9g舵机引脚，黄色为信号线，红色为电源，棕色为地线。

  舵机是一种位置伺服的驱动器，具有闭环控制系统的机电结构，由小型直流电机、变速齿轮组、可调电位器、控制板等部件组成，由于可以方便地控制舵机旋转的角度（舵角，但是舵角一般不超过180°），因此，舵机在要求角度不断变化的控制系统中得到了广泛的应用。

  舵机在工作中，控制器发出脉冲宽度调制（PWM）信号给舵机，获得直流偏置电压。舵机内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出到电机驱动芯片，驱动芯片根据电压差的正负控制电机的正反转。

  舵机转动的角度是通过调节PWM信号的占空比来实现的，标准PWM信号的周期固定为20ms，理论上脉宽（脉冲的高电平部分）范围在1ms~2ms之间，但实际上脉宽可以在0.5ms~2.5ms之间，脉宽和舵机的转角0°~180°相对应。如以脉宽为0.5ms~2.5ms范围控制舵机的角度转动，转动范围为0°~180°。

  小型舵机的工作电压一般为4.8V或6V，转速也不是很快，所以假如更改角度控制脉宽太快时，舵机可能反应不过来。如果需要更快速的反应，就需要更高的转速了。要精确地控制舵机，其实没有那么容易，很多舵机的位置等级有1024个，那么，如果舵机的有效角度范围为180°的话，其控制的角度精度可以达到180/1024≈0.18°，假定脉宽为0.5ms~2.5ms，则要求的脉宽控制精度为(2.5-0.5)ms/1024≈2μs。

  舵机分别用0.5ms~2.5ms之间的脉宽来对应0°~180°，而且转动的角度与脉宽呈线性关系，则舵机每转动1°，对应的脉宽为（2.5-0.5）ms/180°，该值除不尽，因此，用一个除不尽的脉冲宽度控制舵机转动，显然转动角度的精度会很难控制，为此，实验中以接近2.5ms且能够整除180的值为脉宽的变化范围，则取脉宽为0.5ms~2.48ms，此时，舵机每转动1°脉宽变化为（2.48-0.5）ms/180=11μs。因此，定义脉宽与转动角度之间的关系为：pulsewidth=（angle*11）+500

  根据这个公式可以写出来设置转动角的函数，然后写出第一个例程。

void pulse(int angle)
{pulsewidth=int((angle*11)+500);digitalWrite(PWM_pin,HIGH);delayMicroseconds(pulsewidth);digitalWrite(PWM_pin,LOW);delay(20-pulsewidth/1000);
}

当然还有更简单的办法：调用伺服电机控制lib

#include<Servo.h>// 引入lib
Servo myservo;// 创建一个伺服电机对象
#define potpin A5 // 设定连接可变电阻的模拟引脚
int val; // 创建变量，储存从模拟端口读取的值（0-1023）
void setup()
{myservo.attach(9); //9号引脚输出电机控制信号//仅能使用9、10号引脚
}
void loop()
{val=analogRead(potpin); //读取来自可变电阻的模拟值（0-1023）val=map(val,0,1023,0,179); //利用“map”函数缩放该值，得到0-180角度myservo.write(val);  //设定伺服电机的位置delay(15); //等待电机旋转到目标角度
}

程序代码：

/*
//2种代码形式
#include <Arduino.h>
#define PWM_pin 9
int pulsewidth = 0; //高电平时间void setup()
{pinMode(PWM_pin,OUTPUT);
}void loop()
{pulse(90);          //设置舵机指向90度
}void pulse(int angle)           //设置舵机角度为angle
{pulsewidth=int ((angle*11)+500);    //计算高电平时间digitalWrite(PWM_pin,HIGH);     //设置高电平delayMicroseconds(pulsewidth);      //延时pulsewidth （us）digitalWrite(PWM_pin,LOW);      //设置低电平delay(20-pulsewidth/1000);      //延时20-pulsewidth/1000 （ms）
}
*/#include <Servo.h> //引入lib
Servo myservo;  // 创建一个伺服电机对象
#define potpin  A5  // 设定连接可变电阻的模拟引脚
int val;    // 创建变量，储存从模拟端口读取的值（0到1023）
void setup()
{myservo.attach(9);  // 9号引脚输出电机控制信号//仅能使用9、10号引脚
}
void loop()
{val = analogRead(potpin);// 读取来自可变电阻的模拟值（0到1023之间）val = map(val, 0, 1023, 0, 179);     // 利用“map”函数缩放该值，得到伺服电机需要的角度（0到180之间） myservo.write(val);     // 设定伺服电机的位置delay(15);             // 等待电机旋转到目标角度
}