物联网AI MicroPython传感器学习 之 舵机控制器

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一、产品简介

舵机（英文叫Servo）是一种通过发送信号，指定输出旋转角度。舵机一般与普通直流电机的区别主要在于直流电机是一圈圈转动的，舵机只能在一定角度内转动，不能一圈圈转(舵机一般而言都有最大旋转角度,比如180度），可以反馈转动的角度信息。所以舵机主要用于控制某物体转动一定角度用的（比如机器人的关节、开关门），本驱动传感器型号是MG995.

引脚定义

准备材料：

• 一块ETT-B1开发板
• 舵机控制器一个
• 杜邦线3根
• USB线一根

连接图：

二、技术参数

• 使用电压：3-7.2V
• 反应转速：63-62r/m
• 工作电流：100mA
• 工作扭矩：13Kg/cm
• 工作温度：30°C-55°C
• 结构：金属锯齿、空心杯电机、双滚珠轴承
• 线长：25cm

三、软件接口

SERVO(pwmObj) - 创建舵机驱动对象

• 函数原型

servoObj = SERVO(pwmObj)

• 参数说明

参数	类型	必选参数？	说明
pwmObj	PWM	是	传入PWM对象

• 返回值

SERVO对象成功，返回SERVO对象；SERVO对象创建失败，抛出Exception

• 示例代码

from machine import PWM, Pin
import servo

pwmObj = PWM(Pin(2))
servoObj = servo.SERVO(pwmObj)
print("Testing SERVO ...")

• 输出

Testing SERVO ...

setOptionSero(data) - 设置舵机的转动

• 函数功能：

设置舵机的转动

• 函数原型：

SERVO.setOptionSero(data)

• 参数说明：
  | 参数 | 类型 | 必选参数？ | 说明 |
  | — | — | — | — |
  | data | number | 是 | 范围从-90度到+90度，0为设置初始原始位置 |

• 返回值：

无

• 示例：

from machine import PWM, Pin
import servo
import utime

pwmObj = PWM(Pin(2))
servoObj = servo.SERVO(pwmObj)
print("Testing SERVO ...")

servoObj.setOptionSero(0)
print("0")
utime.sleep(10)
servoObj.setOptionSero(90)
print("90")

• 输出

Testing SERVO ...
0
90

四、接口案例

• 案例代码

from machine import PWM, Pin
import servo
import utime

pwmObj = PWM(Pin(2))
servoObj = servo.SERVO(pwmObj)
print("Testing SERVO ...")
servoObj.setOptionSero(0)
print("0")
utime.sleep(5)

while True:             # 无限循环
    servoObj.setOptionSero(90)
    print("90")
    utime.sleep(1)
    servoObj.setOptionSero(0)
    print("0")
    utime.sleep(1)
    servoObj.setOptionSero(-90)
    print("-90")
    utime.sleep(1)
    servoObj.setOptionSero(0)
    print("0")
    utime.sleep(1)

• 输出

Testing SERVO ...
0
90
0
-90
0
90

五、工作原理

舵机的转动角度跟输入脉冲表

角度	脉冲周期	脉冲高电平时间	对应占空比
0	20ms	0.5ms	2.5%
45	20ms	1ms	5.0%
90	20ms	1.5ms	7.5%
135	20ms	2ms	10.0%
180	20ms	2.5ms	12.5%

从上表可以看出角度是由来自控制线的持续脉冲所产生。这种控制方法叫做脉冲调制。脉冲的长短决定舵机转动多大角度。例如：1.5毫秒脉冲会到转动到中间位置（对于180°舵机来说，就是90°位置）。当控制系统发出指令，让舵机移动到某一位置，并让他保持这个角度，这时外力的影响不会让他角度产生变化，但是这个是由上限的，上限就是他的最大扭力。除非控制系统不停的发出脉冲稳定舵机的角度，舵机的角度不会一直不变。
当舵机接收到一个小于1.5ms的脉冲，输出轴会以中间位置为标准，逆时针旋转一定角度。接收到的脉冲大于1.5ms情况相反。不同品牌，甚至同一品牌的不同舵机，都会有不同的最大值和最小值。一般而言，最小脉冲为1ms，最大脉冲为2ms。
总结：舵机角度的转动就是通过高、低脉冲的变化实现的。

参考文献及购买链接

[1] 购买链接