Arduino基础入门篇28—舵机控制

Arduino基础入门篇28—舵机控制

随着Arduino的普及，越来越多的爱好者开始尝试使用Arduino来控制各种硬件设备。今天，我们将向大家介绍如何使用Arduino来控制舵机，实现精确的角度控制。

一、舵机介绍

舵机是一种位置伺服的驱动器，主要由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器构成。它的工作原理是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。这个信号与获得的直流偏置电压和电位器的电压进行比较，产生电压差输出。然后，电路板IC根据这个电压差判断方向，驱动无核心马达开始转动。通过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回信号，判断是否已经到位。

舵机的转动角度是通过调节PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比来实现的。标准的PWM信号的周期固定为20ms，理论上脉宽分布应该在1ms到2ms之间，实际上可由0.5ms到2.5ms之间。脉宽与转角0°—180°相对应，不同厂家和型号的舵机可能会有所差异。

二、Arduino与舵机的连接

舵机有三根线引出，分别接VCC、GNG和信号线。在连接Arduino时，我们需要将舵机的VCC接到Arduino的5V或3.3V（视舵机而定），GNG接到Arduino的GND，信号线接到Arduino的数字引脚。

三、编程控制舵机

在Arduino中，我们可以使用官方提供的Servo库来控制舵机。首先，我们需要在代码开头包含这个库：#include <Servo.h>。然后，我们定义一个Servo对象，并指定连接的引脚号。例如，Servo myservo;和myservo.attach(9);表示我们创建了一个名为myservo的Servo对象，并将它连接到Arduino的数字引脚9。

在setup()函数中，我们可以设置舵机的PWM信号的最小和最大脉宽。例如，myservo.attach(9, 500, 2500);表示我们将舵机的PWM信号的最小脉宽设置为500us，最大脉宽设置为2500us。

在loop()函数中，我们可以使用myservo.write(pos);来控制舵机转动到指定的角度，其中pos是一个0到180之间的整数。例如，myservo.write(90);表示我们将舵机转动到90度。

下面是一个简单的示例代码，它会让舵机在0到180度之间来回转动：

#include <Servo.h>
int pos = 0;
Servo myservo;
void setup() {
  myservo.attach(9, 500, 2500);
}
void loop() {
  for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) {
    myservo.write(pos);
    delay(15);
  }
  for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) {
    myservo.write(pos);
    delay(15);
  }
}

在这个代码中，我们首先包含了Servo库，并定义了一个名为myservo的Servo对象，连接到Arduino的数字引脚9。在setup()函数中，我们设置了舵机的PWM信号的最小和最大脉宽。在loop()函数中，我们使用一个for循环让舵机从0度转动到180度，然后再从180度转动到0度，每次转动1度，并延迟15毫秒。

四、注意事项

1. 由于Arduino的驱动能力有限，当需要控制多个舵机时，可能需要外接电源以及使用专用的舵机控制板。
2. 不同厂家和型号的舵机可能会有不同的PWM信号脉宽范围，需要根据实际情况进行设置。
3. 在连接舵机时，要确保VCC、GNG和信号线正确连接，否则可能会导致舵机无法正常工作。

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