mBlock & Arduino（9）伺服马达（舵机）控制

伺服马达（Servo motor）英文常简称 Servo，中文也有人称伺服机，由控制电路、齿轮、直流马达等组成，可使用〈mBlock & Arduino（4）利用 PWM 模拟类比讯号〉中谈过的 PWM 技术来控制马达转动角度，像Plotclock就应用了三个伺服马达，以手臂在白板上绘制出目前的时间。

伺服马达控制原理

伺服马达的基本原理是接受 PWM 讯号，经由内部电路计算出马达的转动角度，根据我查到的资料来看，大多数伺服马达旋转角度是 0 到 180 度，PWM 讯号的频率必须是 50 Hz，控制马达角度的脉冲持续时间约是 1.0 ms 到 2.0 ms，脉冲持续时间若为 1.0 ms 时角度为 0 度，1.2 ms 时角度为 45 度，1.5 ms 时角度为 90 度，2.0 ms 时角度为 180 度。

Plotclock 用的是Tower Pro 9g servos（SG90 digital servo），为三线式伺服马达，红线接电源，棕色的线接 GND，橘色线为讯号线：

在 Fritzing 中，是以红色线接电源，黑色线接地，黄色为讯号线作代表，你可以如下连接线路：

如果直接使用 Arduino 官方语言，可以使用delayMicroseconds函式来控制脉冲宽度，不过 mBlock 中只有“等待”方块，没办法达到这么短的时间控制，然而，mBlock 中有个“设置伺服马达脚位…”的方块，可以直接指定马达转动角度，例如，以下的程式，可以一秒为间隔，不断转动马达为 0、45、90、135 与 180 度：

虽然使用了 PWM 讯号来控制马达转动，不过，这不表示要使用 Arduino 的 PWM 脚位，只不过根据Servo library的说明，除了 Arduino Mega 之外，如果使用了 Arduino 的 Servo 程式库，D9 与 D10 脚位的 PWM 功能就会被停用，因此，通常会把伺服马达的讯号线接在 D9 或 D10 脚位，实际测试 mBlock 的“设置伺服马达脚位…”方块时，也是如此。

有指针的亮度感应器

在〈mBlock & Arduino（8）光敏电阻、亮度感应器与光线追踪器〉中，我们使用光敏电阻制作了简单的亮度感应器，你可以加上伺服马达，配合 SG90 的手臂，作个有指针的亮度感应器，你可以如下拉设电路：

实际测试我手中的光敏电阻，完全盖住它的话，类比输入脚位约可量得 400 左右的值，以手电筒直接照射下，约为 1000 出头的值，因此暂且定义全暗为 400，全亮为 1000，这个范围要转动马达 0 到 180 度，因此，每个类比输入量得的值减去 400，再乘上 0.3，就是打算转动的角度：

因为我们读取指针的习惯，多半是顺时针方向是越来越大，这正好与伺服马达的角度计算方向相反，所以使用 180 减去算出来的角度，就可以改为顺时针指示亮度大小。

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整理：宁波家电物联网云平台，中科极动云