Arduino 控制舵机

    
舵机
是一种位置伺服的驱动器，主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。其工作原理是由接收机或者单片机发出信号给舵机，其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。经由电路板上的IC判断转动方向，再驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回信号，判断是否已经到达定位。适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。一般舵机旋转的角度范围是0°到180°度。

    
舵机有很多规格，但所有的舵机都有外接三根线，分别用棕
、红
、橙
三种颜色进行区分，由于舵机品牌不同，颜色也会有所差异，棕
色为接地线，红
色为电源正极线，橙
色为信号线。

    舵机的转动的角度是通过调节PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比来实现的，标准PWM（脉冲宽度调制）信号的周期固定为20ms（50Hz），理论上脉宽分布应在1ms到2ms之间，但是，事实上脉宽可由0.5ms到2.5ms之间，脉宽和舵机的转角0°～180°相对应。有一点值得注意的地方，由于舵机牌子不同，对于同一信号，不同牌子的舵机旋转的角度也会有所不同。

    
大概了解了舵机以后，我们就试着来控制一个舵机吧，将GND和+5V连接好之后，我选择信号输入口为数字接口7，至于供电部分要注意，舵机转动时电流会比较大，Arduino上的电源芯片可能会因过流保护到发热而损坏，电源需要接到外部供电，切不可使用USB供电（本人尝试过，深受其害）。

    
我本人更喜欢使用Arduino的传感器扩展板，如下图，连接舵机或传感器是超方便的。

    
连接好电路就来编写程序吧，我就让舵机转动到我输入数字所对应的角度数，并将角度显示到屏幕上。

程序如下：

int
 
servopin=7;//定义舵机接口数字接口7
int
 
myangle;//定义角度变量
int
 
pulsewidth;//定义脉宽变量
int
 
val;
void
 
servopulse(int servopin,int myangle)//定义一个脉冲函数
{
  
pulsewidth
=(myangle*11)+500;//将角度转化为500-2480的脉宽值
  
digitalWrite
(servopin,HIGH
);//将舵机接口电平至高
  
delayMicroseconds
(pulsewidth);//延时脉宽值的微秒数
  
digitalWrite
(servopin,LOW
);//将舵机接口电平至低
  
delay
(20-pulsewidth/1000);
}
void
 
setup
()
{
  
pinMode
(servopin,OUTPUT
);//设定舵机接口为输出接口
  
Serial.begin
(9600);//连接到串行端口，波特率为9600
  
Serial.println
(
"servu=o_seral_simple ready"
 
) ;
}
 void 
loop
()//将0到9的数转化为0到180角度，并让LED闪烁相应数的次数
 {
   
val=Serial.read
();//读取串行端口的值

  
if
(val>'0'
&&val<='9'
)
  
{
    
val=val-'0'
;//将特征量转化为数值变量
    
val=val*(180/9);//将数字转化为角度
    
Serial.print(
"moving servo to ");

    
Serial.print
(val,DEC
);
    
Serial.println
();
    for
(int
 
i=0;i<=50;i++)//给予舵机足够的时间让它转到指定角度
     
{
        
servopulse
(servopin,val);//引用脉冲函数
     
 }
   
}

}

下载完程序就可以输入1到9的数字，让你的舵机转相应的20°到180°了。

这里还有一个引用库函数的控制舵机的程序（取自Burn's Interactive ）,供大家参考。

arduino0012版本新增伺服电机控制lib，可以让arduino更容易的控制伺服电机。

// 使用可变电阻控制伺服电机位置
#include <Servo.h> //引入lib

Servo myservo;  
// 创建一个伺服电机对象
int potpin = 0;  
// 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
}
    
特别需要注意的是控制信号只能通过9、10号引脚输出，也就是说，该lib最多可以控制两个伺服电机。

    
我本人对舵机调速一向是很头疼的，这里就不做过多的介绍了，不过我对机器人基地
的
32路伺服电机控制器（32路舵机控制器）
是垂涎已久了，等有机会一定要买来尝试一下。

    
Arduino与舵机控制器通信
博文已完成。