arduino学习笔记5 舵机控制

舵机控制

  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度到180 度。具体的旋转范围根据舵机型号有所不同。

  大多数规格的舵机都会引出三根线，常见的是红棕橙三个颜色，也有红白黑三色的。红色为5v电源线，黑色或棕色线为接地线，橙色或白色线为信号线。

  用Arduino控制舵机的方法有两种，一种是通过Arduino 的普通数字传感器接口产生占空比不同的方波，模拟产生PWM信号进行舵机定位，第二种是直接利用Arduino 自带的Servo函数进行舵机的控制，这种控制方法的优点在于程序编写，缺点是只能控制2 路舵机，因为Arduino 自带函数只能利用数字9、10接口。Arduino 的驱动能力有限，所以当需要控制1个以上的舵机时需要外接电源。

  以下实验仅需要一扎跳线和一个舵机。

//UART send 1~9==>20~180 degree
int servopin=9;//设置舵机驱动脚到数字口9
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，用来模拟方式产生PWM值*/
{
  pulsewidth=(myangle*11)+500;//将角度转化为500-2480 的脉宽值
  digitalWrite(servopin,HIGH);//将舵机接口电平置高
  delayMicroseconds(pulsewidth);//延时脉宽值的微秒数
  digitalWrite(servopin,LOW);//将舵机接口电平置低
  delay(20-pulsewidth/1000);//延时周期内剩余时间
}
void setup()
{
  pinMode(servopin,OUTPUT);//设定舵机接口为输出接口
  Serial.begin(9600);//设置波特率为9600
  Serial.println("servo=o_seral_simple ready" ) ;
}
void loop()
{
	val=Serial.read();//读取串口收到的数据
	if(val>'0'&&val<='9')//判断收到数据值是否符合范围
	{
		val=val-'0';//将ASCII码转换成数值，例'9'-'0'=0x39-0x30=9
		val=val*(180/9);//将数字转化为角度，例9*（180/9）=180
		Serial.print("moving servo to ");
		Serial.print(val,DEC);
		Serial.println();
		for(int i=0;i<=50;i++) //产生PWM个数，等效延时以保证能转到响应角度
		{
			servopulse(servopin,val);//模拟产生PWM
		}
	}
}

以上代码的效果为：输入数字1，舵机角度为20度，输入2，舵机为40度，以此类推，直到输入9，舵机输出180为止。

现将其进行修改

int servopin=9;//设置舵机驱动脚到数字口9
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，用来模拟方式产生PWM值*/
{
  pulsewidth=(myangle*11)+500;//将角度转化为500-2480 的脉宽值
  digitalWrite(servopin,HIGH);//将舵机接口电平置高
  delayMicroseconds(pulsewidth);//延时脉宽值的微秒数
  digitalWrite(servopin,LOW);//将舵机接口电平置低
  delay(20-pulsewidth/1000);//延时周期内剩余时间
}
void setup()
{
  pinMode(servopin,OUTPUT);//设定舵机接口为输出接口
  Serial.begin(9600);//设置波特率为9600
}
void loop()
{
val=Serial.read();//读取串口收到的数据
if(val>='0'&&val<='1') //判断收到数据值是否符合范围
{
val=val-'0'; //将ASCII码转换成数值，例'9'-'0'=0x39-0x30
val=val+1;
val=val*10*val*val;//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
}
}
}

此时如果将舵机装于机械爪上，则效果为，输入1爪子张开，输入0爪子闭合。