網(wǎng)上有很多關(guān)于遙控pos機(jī),用Arduino控制伺服電機(jī)的知識(shí)，也有很多人為大家解答關(guān)于遙控pos機(jī)的問(wèn)題，今天pos機(jī)之家(m.afbey.com)為大家整理了關(guān)于這方面的知識(shí)，讓我們一起來(lái)看下吧!
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遙控pos機(jī)
如果您需要控制船上或飛機(jī)上的舵機(jī)以控制方向，則伺服系統(tǒng)是完美的選擇。它們?cè)跈C(jī)器人工作中非常有用，可以定位相機(jī)、傳感器或機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)部件。伺服也可以用作模擬儀表，如速度表和轉(zhuǎn)速表。
本文翻譯自科普大神donebotWorkshop.com
譯者:DIY百事
目錄
1 什么是伺服電機(jī)？ 1.1伺服電機(jī)的種類 1.2模擬伺服電機(jī)
2 伺服是如何工作的？ 2.1連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)
3 伺服電機(jī)控制信號(hào) 3.1常規(guī)伺服電機(jī)時(shí)序 3.2連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)時(shí)序
4 伺服電機(jī)規(guī)格4.1電機(jī)尺寸 4.2齒輪材料 4.3速度 4.4扭矩 4.5工作電壓 4.6臂（連桿)和配件
5 測(cè)試伺服電機(jī) 5.1伺服測(cè)試儀 5.2伺服電機(jī)連接
6 連接到 Arduino 6.1 PWM 輸出 6.2電源注意事項(xiàng)
7 旋轉(zhuǎn)掃描的代碼
8 可調(diào)節(jié)角度的旋轉(zhuǎn)掃描的代碼
9 PCA9685 伺服驅(qū)動(dòng)板
10 多個(gè)伺服系統(tǒng)——控制 MeArm
11 結(jié)論
什么是伺服電機(jī)？伺服電機(jī)是一種低速、高扭矩的電機(jī)，有多種尺寸可供選擇。與直流和步進(jìn)電機(jī)不同，伺服電機(jī)通常不會(huì)旋轉(zhuǎn)完整的 360 度。相反，它被限制在 180、270 或 90 度的范圍內(nèi)。
控制信號(hào)被發(fā)送到伺服系統(tǒng)以將軸定位在所需的角度。這種具有單一信號(hào)的布置使得伺服系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單地用于無(wú)線電和遙控設(shè)計(jì)以及單片機(jī)。
我們已經(jīng)構(gòu)建了一些使用電機(jī)使物體移動(dòng)的項(xiàng)目，并且在此過(guò)程中我們查看了一些可以通過(guò) Arduino 和 Raspberry Pi 項(xiàng)目控制的不同類型的電機(jī)。
圖1
伺服電機(jī)的種類伺服電機(jī)本質(zhì)上是一種電機(jī)，它有一個(gè)控制信號(hào)輸入端用于指定電機(jī)軸位置。
伺服系統(tǒng)用于工業(yè)和業(yè)余愛(ài)好應(yīng)用。工業(yè)伺服系統(tǒng)通常是帶有數(shù)字控制輸入的交流電機(jī)，成本數(shù)百或數(shù)千美元。
業(yè)余愛(ài)好者用的伺服電機(jī)通常是直流電機(jī)，可以用數(shù)字或模擬信號(hào)進(jìn)行控制。
數(shù)字伺服系統(tǒng)用于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用中，例如飛機(jī)上的升降舵或直升機(jī)上的方向舵。我們也不會(huì)使用這些類型的電機(jī)，盡管用于使用 Arduino 驅(qū)動(dòng)它們的電路圖和代碼與我們將用于模擬伺服系統(tǒng)的相同。
我們將使用普通的模擬伺服電機(jī)，這是業(yè)余愛(ài)好者最常用的類型。它們價(jià)格低廉且易于獲得。安裝硬件也很容易找到，因?yàn)檫@些伺服器具有一組標(biāo)準(zhǔn)尺寸。
模擬伺服電機(jī)模擬伺服電機(jī)價(jià)格低廉，有多種尺寸和額定值可供選擇。當(dāng)您需要可以準(zhǔn)確定位的小型高扭矩電機(jī)時(shí)，這是完美的選擇。
模擬伺服電機(jī)的“模擬”部分是控制信號(hào)。模擬伺服電機(jī)響應(yīng)脈沖寬度調(diào)制（ PWM） 信號(hào)來(lái)定位其電機(jī)軸。
PWM 是一種理想的控制方式。它可以由一個(gè)簡(jiǎn)單的定時(shí)器電路或單片機(jī)產(chǎn)生。它可以通過(guò)單根電線發(fā)送，也可以通過(guò)無(wú)線電或光束傳送信號(hào)。
Arduino 有許多支持 PWM 的輸出引腳，非常適合控制伺服電機(jī)。
伺服系統(tǒng)如何工作？伺服電機(jī)是一種內(nèi)置“伺服機(jī)構(gòu)”的電機(jī)。
伺服機(jī)構(gòu)使用傳感器來(lái)監(jiān)控電機(jī)軸位置然后用控制器來(lái)控制電機(jī)。它接收一個(gè)信號(hào)，指示軸應(yīng)運(yùn)動(dòng)到的位置。然后它將電機(jī)軸移動(dòng)到所需的位置。
在模擬伺服電機(jī)中，我們將使用的控制信號(hào)是一個(gè) PWM 信號(hào)，其脈沖寬度決定了電機(jī)軸的定位角度。電機(jī)本身是一個(gè)簡(jiǎn)單的直流電機(jī)，帶有減速齒輪組以減慢其速度并增加其扭矩。
為了正常工作，伺服電機(jī)需要一個(gè)可以準(zhǔn)確測(cè)量其軸位置的傳感器。在一些工業(yè)和高端玩具伺服電機(jī)上，這是使用光電盤完成的，但在大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)業(yè)余伺服電機(jī)中，傳感器是一個(gè)電位計(jì)。這也是有效的，因?yàn)檫@些伺服系統(tǒng)通常會(huì)移動(dòng) 180 到 270 度，完全在電位計(jì)的范圍內(nèi)。然而，電位計(jì)的精度，特別是在低成本伺服電機(jī)中的精度，會(huì)影響伺服機(jī)構(gòu)的整體精度。
連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)模擬伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)受到限制，通常為 180 或 270 度（目前最常見(jiàn)的是 180 度）。其內(nèi)部齒輪裝置以小巧且廉價(jià)的包裝提供高扭矩動(dòng)力組。
小尺寸和大扭矩的結(jié)合也使伺服電機(jī)在小型玩具和機(jī)器人等小型設(shè)備的設(shè)計(jì)中用作標(biāo)準(zhǔn)直流電機(jī)的替代品。有些人會(huì)通過(guò)移除電位計(jì)來(lái)修改標(biāo)準(zhǔn)模擬舵機(jī)，讓舵機(jī)可以旋轉(zhuǎn)整整 360 度。
從制造商得到的消息，現(xiàn)在也提供“連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)”，其實(shí)是剝離了伺服機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)。
在連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)中，軸旋轉(zhuǎn)的速度和方向由與傳統(tǒng)模擬伺服電機(jī)相同的 PWM 信號(hào)控制。
具有簡(jiǎn)單的單線控制信號(hào)和與標(biāo)準(zhǔn)伺服電機(jī)相同的物理封裝使連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)能用到許多場(chǎng)合。
伺服電機(jī)控制信號(hào)為了使用模擬伺服電機(jī)，您需要了解如何使用 PWM 控制其運(yùn)行。常規(guī)旋轉(zhuǎn)和連續(xù)旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)品種使用相同的計(jì)時(shí)信號(hào)，但對(duì)它們的響應(yīng)略有不同。
讓我們來(lái)看看大多數(shù)模擬伺服電機(jī)中使用的PWM信號(hào)。
傳統(tǒng)伺服電機(jī)時(shí)序在傳統(tǒng)的模擬伺服電機(jī)中，使用周期為 20 ms 的 PWM 信號(hào)來(lái)控制電機(jī)。20 ms 的信號(hào)具有 50 Hz 的頻率。
脈沖寬度在 1 到 2 ms 之間變化，以控制電機(jī)軸位置。
圖2
1.5ms 的脈沖寬度將使伺服軸停留在 90 度位置，即其行程的中心。1ms 的脈沖寬度將導(dǎo)致伺服軸停在 0 度位置。2ms 的脈沖寬度將使伺服軸停在 180 度位置。
在 1ms 和 2ms 之間改變脈沖寬度將使伺服軸在 180 度的范圍內(nèi)移動(dòng)。通過(guò)相應(yīng)地調(diào)整脈沖寬度，您可以將其放置在您想要的任何角度。
連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)時(shí)序在連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)中，相同的 PWM 信號(hào)將導(dǎo)致電機(jī)的性能不同。
圖3
1.5ms 的脈沖寬度將導(dǎo)致伺服軸停止旋轉(zhuǎn)。1ms的脈沖寬度將導(dǎo)致伺服軸逆時(shí)針全速旋轉(zhuǎn)。2ms 的脈沖寬度將導(dǎo)致伺服軸順時(shí)針全速旋轉(zhuǎn)。
在 1ms 和 1.5ms 之間改變脈沖寬度將使電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，較短的脈沖寬度使電機(jī)旋轉(zhuǎn)得更快。
在 1.5ms 和 2ms 之間改變脈沖寬度將導(dǎo)致電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，脈沖越長(zhǎng)，速度越快。
商用連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)將有一個(gè)調(diào)節(jié)電位器，可用于在電機(jī)輸入 1.5ms 脈沖寬度時(shí)將速度歸零。
伺服電機(jī)規(guī)格市面上有數(shù)百種模擬伺服電機(jī)可用，了解如何閱讀它們的規(guī)格對(duì)于為您的應(yīng)用選擇正確的電機(jī)至關(guān)重要。
以下是您在選擇伺服電機(jī)時(shí)會(huì)遇到的一些關(guān)鍵參數(shù)。
電機(jī)尺寸伺服電機(jī)的物理尺寸自然是一個(gè)重要的考慮因素，您的應(yīng)用可能會(huì)要求電機(jī)符合特定的尺寸限制。
有多種標(biāo)準(zhǔn)伺服電機(jī)尺寸，這使得找到適合您的伺服電機(jī)的安裝支架和硬件變得更加容易。
伺服大小通常指定如下：
納米亞微微小型的標(biāo)準(zhǔn)大也有特殊尺寸。微(Micro) 和 標(biāo)準(zhǔn)（Standard） 尺寸是 Arduino 實(shí)驗(yàn)者最常使用的尺寸。
齒輪材料伺服系統(tǒng)有許多內(nèi)齒輪和直接在輸出軸上的齒輪裝置，這些用于降低電機(jī)速度并增加其扭矩。
齒輪可以使用塑料或金屬制造。
金屬齒輪提供更好的性能，通?？梢灾С指叩呐ぞ夭⑶也灰酌撀?。金屬齒輪伺服系統(tǒng)的成本也更高。
塑料齒輪更容易脫落，并且沒(méi)有金屬齒輪的扭矩能力。然而，它們比金屬齒輪伺服電機(jī)更安靜且更便宜。
相同的伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)可能會(huì)使用不同的齒輪材料。一種常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)電機(jī)是 SG90，帶有塑料齒輪的微型伺服電機(jī)。它的金屬齒輪對(duì)應(yīng)型號(hào)是MG90。由于它們采用相同的外殼并具有相同的電壓和驅(qū)動(dòng)器要求，因此它們可以互換，MG90 因其金屬齒輪而提供卓越的性能。
伺服電機(jī)的質(zhì)量還受軸承類型和軸承數(shù)量的影響。帶有多個(gè)軸承的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)更平穩(wěn)、更準(zhǔn)確。
速度伺服電機(jī)的速度定義為將伺服軸移動(dòng) 60 度所需的時(shí)間。
圖4
比如規(guī)格0.25 秒/60°，這意味著行進(jìn) 60 度需要四分之一秒。
伺服速度更適用于傳統(tǒng)伺服電機(jī)，連續(xù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)與任何直流電機(jī)一樣額定為最大 RPM。
高速伺服系統(tǒng)用于航模和直升機(jī)應(yīng)用，以控制經(jīng)常需要快速移動(dòng)的升降舵和方向舵。其中許多使用數(shù)字控制和內(nèi)部光學(xué)位置傳感器代替電位計(jì)，以實(shí)現(xiàn)更快速的移動(dòng)。
對(duì)于一些業(yè)余愛(ài)好應(yīng)用如控制攝像機(jī)或超聲波傳感器的位置，速度通常不是關(guān)鍵因素。
扭矩扭矩是一個(gè)非常重要的參數(shù)，它從字面上指定了電機(jī)的力道。
扭矩被定義為伺服系統(tǒng)可以施加到連桿上的力，換句話說(shuō)，它可以承受多大的力。
它以千克厘米為單位。
要了解扭矩?cái)?shù)字與現(xiàn)實(shí)世界情況的關(guān)系，請(qǐng)考慮以下示例：
圖5
如伺服電機(jī)的額定值為 5 kg-cm。也就是說(shuō)伺服電機(jī)可在距軸中心 1 厘米處的杠桿上承受高達(dá) 5kg 的負(fù)載。
在兩倍距離處，負(fù)載將減半，因此在距軸 2 厘米處，杠桿可以支撐 2.5 千克。
一半的距離使可支撐的負(fù)載翻倍至 10kg。
更大的伺服電機(jī)往往具有更大的扭矩能力，更大扭矩的電機(jī)往往更貴。它們也更重，消耗更多電流。
工作電壓大多數(shù)業(yè)余模擬舵機(jī)的額定電壓為 4.8 到 6 伏，并在更高的電壓下實(shí)現(xiàn)其最大性能。
還有更多的伺服系統(tǒng)，最大額定電壓為 7.5 到 8.5 伏。由于 7.4 伏鋰聚合物電池可用于模型飛機(jī)、船只、車輛和四軸飛行器，這些電池變得越來(lái)越受歡迎。
伺服電機(jī)，尤其是高扭矩型號(hào)，會(huì)消耗相當(dāng)多的電流，在為您的項(xiàng)目選擇電源或電池時(shí)需要考慮到這一點(diǎn)。
連桿、和配件大多數(shù)伺服電機(jī)都有一個(gè)齒輪軸，它的中心有螺紋方便堅(jiān)固。
為了使用伺服電機(jī)，您需要在軸上裝上另一個(gè)零件—平臺(tái)、齒輪、輪子或任何您試圖與伺服電機(jī)軸一起移動(dòng)的東西。
伺服電機(jī)配有各種不同形狀的杠桿和圓盤，可以與軸配合，以方便將伺服電機(jī)連接到您的設(shè)計(jì)中。這些部件通常被稱“連桿”。它們連接到伺服電機(jī)軸上并用中心螺釘固定到位，它們可以由塑料或金屬制成。
除了連桿，您還應(yīng)該隨伺服電機(jī)一起收到各種安裝硬件和螺釘，包括軸的中心螺釘（不要丟失它，因?yàn)樗鼈兺蛩欧愋投悾?/p>
您還可以購(gòu)買設(shè)計(jì)用于接受微型和標(biāo)準(zhǔn)等流行伺服尺寸的安裝板。
伺服連桿、固定件和附件的可用性和互換性使您可以輕松地將伺服電機(jī)集成到您的設(shè)計(jì)中。
測(cè)試伺服電機(jī)與任何組件一樣，了解如何測(cè)試伺服電機(jī)以確保正常運(yùn)行很有用。
在將伺服電機(jī)安裝到您的項(xiàng)目中之前，能夠?qū)⑺欧S旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)位置（例如 90 度）也很有用，以便一切都正確對(duì)齊。
您可以使用多種方法來(lái)測(cè)試伺服。一個(gè)簡(jiǎn)單的 Arduino 代碼和連接，就像您將在此處進(jìn)一步看到的那樣，將成為測(cè)試伺服并將其軸定位到預(yù)設(shè)位置的絕佳方法。
另一種方法是使用專用伺服測(cè)試儀。
伺服測(cè)試儀正如您想象的那樣，伺服測(cè)試儀是一種用于測(cè)試伺服電機(jī)的設(shè)備！它們非常有用，而且可能非常便宜，具體取決于您想要的功能。
一個(gè)簡(jiǎn)單的伺服測(cè)試儀，如這里所示（并在隨附的視頻中使用）只需幾美元。
更先進(jìn)的伺服測(cè)試儀有多個(gè)電機(jī)的速度和定心控制，有些還有電流表。加上這些都不到20美元。
這些測(cè)試儀可以共用電機(jī)本身的電源。它們可以插入標(biāo)準(zhǔn)伺服電機(jī)連接器，然后它們將控制伺服電機(jī)。
伺服測(cè)試儀將允許您手動(dòng)移動(dòng)電機(jī)并將其置于 90 度位置的中心。這使您可以在連桿固定到電機(jī)之前檢查電機(jī)是否正確運(yùn)行并對(duì)齊其軸位置。
伺服電機(jī)接線模擬伺服電機(jī)通常有一個(gè) 3 針連接器。
民用伺服電機(jī)上使用的顏色代碼因制造商而異。然而，大多數(shù)制造商使用相同的引腳排列，如下圖所示：
圖6
伺服電機(jī)的三個(gè)連接如下：
Ground接地- 電機(jī)和邏輯的公共接地。Power電源- 為伺服供電的正電壓。Control控制——PWM 控制信號(hào)的輸入。最常見(jiàn)的連接器是標(biāo)準(zhǔn)的杜邦連接器，間距為 0.1 英寸。這使得使用標(biāo)準(zhǔn)杜邦接頭將伺服電機(jī)連接到您的項(xiàng)目變得容易。
您還可以將面包板電線直接插入伺服 3 針連接器，以便您可以使用伺服電機(jī)進(jìn)行原型設(shè)計(jì)。
連接到 Arduino正如我們已經(jīng)描述的那樣，伺服電機(jī)需要 PWM 控制信號(hào)才能正確運(yùn)行。您可以通過(guò)多種方式生成此信號(hào)——簡(jiǎn)單的定時(shí)器電路、專用控制芯片或使用具有 PWM 輸出功能的單片機(jī)。
單片機(jī)在能夠更有效地控制伺服方面自然具有許多優(yōu)勢(shì)。Arduino 是一個(gè)很好的選擇。
Arduino IDE 已經(jīng)包含一個(gè)伺服庫(kù)，因此您很快就會(huì)看到，將伺服添加到您的代碼中非常簡(jiǎn)單。
PWM脈寬調(diào)制輸出所有 Arduino 板都有一些能夠進(jìn)行脈寬調(diào)制( PWM )的輸出引腳。在 Arduino Uno 上有 6 個(gè)支持 PWM 的引腳。
請(qǐng)記住，要生成 PWM 信號(hào)，伺服庫(kù)文件需要使用一些內(nèi)部 Arduino 計(jì)時(shí)器，特別是計(jì)時(shí)器 1。這可能會(huì)干擾其他也需要相同計(jì)時(shí)器的庫(kù)。解決此問(wèn)題的一種方法是為伺服或其他所需功能尋找替代庫(kù)，這是繞過(guò)這些限制的常用方法。
更高級(jí)的方法是使用外部 PWM 控制器板并釋放 Arduino 計(jì)時(shí)器的需求。這將在本文中進(jìn)一步討論。
電源注意事項(xiàng)大多數(shù)伺服電機(jī)都可以在 5 伏電壓下運(yùn)行，因此很容易使用 Arduino 板上的 5 伏輸出為伺服供電。
但這不是一個(gè)很好的主意。
伺服系統(tǒng)會(huì)消耗大量電流，尤其是在負(fù)載時(shí)。這可能比 Arduino 板上的電壓調(diào)節(jié)器所能承受的電流更大，尤其是在更便宜的克隆板上。雖然大多數(shù) Arduino 板可以支持一個(gè)微型伺服電機(jī)，但它仍然會(huì)給調(diào)壓器帶來(lái)很大的負(fù)擔(dān)。
伺服電機(jī)與所有其他電機(jī)一樣，會(huì)在電源電路上產(chǎn)生電噪聲。在為單片機(jī)和其他邏輯設(shè)備供電的線路上存在這種噪聲通常會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)錯(cuò)誤。
為您的伺服電機(jī)使用單獨(dú)的電源是一個(gè)更好的主意。5 伏 USB 3 電源可以很好地工作， 4 節(jié) AA 電池也可以。
如果您真的必須直接從 Arduino 為伺服電機(jī)供電，請(qǐng)將其限制為一個(gè)微型伺服電機(jī)。在靠近伺服電機(jī)的電源線上安裝一個(gè) 100uf 或更大的電容器可以幫助吸收這些電涌。
伺服掃描旋轉(zhuǎn)的代碼對(duì)于我們的第一個(gè) Arduino 代碼，我們將使用Arduino IDE內(nèi)置示例。無(wú)需編寫代碼或安裝庫(kù)！
連接硬件以用于我們的第一個(gè)演示非常簡(jiǎn)單。您需要一個(gè) Arduino（任何類型）、一個(gè)伺服電機(jī)和一個(gè)伺服電機(jī)電源。
圖7
連接再簡(jiǎn)單不過(guò)了。伺服由自己的電源供電，接地連接也連接到 Arduino 接地。然后來(lái)自伺服的控制引線連接到 Arduino 上的引腳 9。
Arduino Uno 上的引腳 9 是能夠進(jìn)行 PWM 的六個(gè)引腳之一，在大多數(shù) Uno 板上，您會(huì)在 6 個(gè)啟用 PWM 的 I/O 引腳旁邊看到一個(gè)符號(hào)。
將您的 Arduino 連接到您的計(jì)算機(jī)并啟動(dòng) Arduino IDE。
單擊屏幕頂部的文件菜單。從那里選擇示例子菜單。
將顯示示例代碼列表。它分為幾個(gè)部分，向下滾動(dòng)列表直到到達(dá)“來(lái)自庫(kù)的示例”部分。
在“庫(kù)中的示例”部分，您將看到“伺服”。突出顯示以顯示兩個(gè)代碼，旋鈕和掃描。
加載代碼。
/* Sweep by BARRAGAN <http://barraganstudio.com> This example code is in the public domain. modified 8 Nov 2013 by Scott Fitzgerald http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Sweep*/ #include <Servo.h> Servo myservo; // create servo object to control a servo// twelve servo objects can be created on most boards int pos = 0; // variable to store the servo position void setup() { myservo.attach(9); // attaches the servo on pin 9 to the servo object} void loop() { for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { // goes from 0 degrees to 180 degrees // in steps of 1 degree myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos' delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position } for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { // goes from 180 degrees to 0 degrees myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos' delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position }}
掃描旋轉(zhuǎn)是一個(gè)非?；镜拇a，它只是將伺服軸從頭掃描到尾。
該代碼使用了Arduino IDE 中包含的Arduino 伺服庫(kù)。顧名思義，它是一個(gè)用 PWM 控制伺服電機(jī)的庫(kù)。我們包含該庫(kù)并定義一個(gè)名為myservo的對(duì)象來(lái)表示我們的伺服電機(jī)。如果您有多個(gè)伺服電機(jī)，您可以為每個(gè)電機(jī)定義一個(gè)對(duì)象。
然后，我們定義一個(gè)名為“ pos ”的變量，用于保存我們希望伺服電機(jī)軸移動(dòng)到的位置（角度）。
在設(shè)置中，我們將伺服對(duì)象連接到 Arduino 引腳 9 上的伺服電機(jī)控制線。
然后是loop循環(huán)，它由兩個(gè) for 循環(huán)組成。第一個(gè)循環(huán)增加pos變量的值，并使用它使用myservo.write命令控制伺服電機(jī)，將軸從 0 度發(fā)送到 180 度。
第二個(gè) for 循環(huán)是相同的，只是它將值從 180 遞減到 0，將軸朝相反的方向送回。
將代碼加載到 Arduino 中并觀察伺服電機(jī)軸，它應(yīng)該從一端移動(dòng)到另一端。
您剛剛使用 Arduino 進(jìn)行了伺服運(yùn)動(dòng)！
旋鈕代碼讓我們繼續(xù)看 Arduino IDE 附帶的另一個(gè)演示代碼，即旋鈕代碼。在我們做之前，我們需要在我們的電路中添加一個(gè)組件。
圖8
正如接線圖所示，您需要一個(gè)電位計(jì)，10k 以上的任何值都可以正常工作。將它的一端接地，另一端連接到 Arduino +5 伏。中間那個(gè)輸出連接到模擬輸入 A0。
電位器將用作定位伺服電機(jī)軸的控件，您可以使用它在其 180 度行程中撥動(dòng)任何位置。這不僅是一個(gè)很好的演示，它還是一個(gè)有用的功能，用于在將伺服電機(jī)安裝到您的項(xiàng)目之前設(shè)置它們的位置。
如果您在電路中替換連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng)，您可以使用電位計(jì)來(lái)控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度和方向。
修改實(shí)驗(yàn)以包含電位計(jì)后，打開(kāi) Arduino IDE 并返回示例代碼。這次從伺服菜單中選擇掃描。
/* Controlling a servo position using a potentiometer (variable resistor) by Michal Rinott <http://people.interaction-ivrea.it/m.rinott> modified on 8 Nov 2013 by Scott Fitzgerald http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Knob*/ #include <Servo.h> Servo myservo; // create servo object to control a servo int potpin = 0; // analog pin used to connect the potentiometerint val; // variable to read the value from the analog pin void setup() { myservo.attach(9); // attaches the servo on pin 9 to the servo object} void loop() { val = analogRead(potpin); // reads the value of the potentiometer (value between 0 and 1023) val = map(val, 0, 1023, 0, 180); // scale it to use it with the servo (value between 0 and 180) myservo.write(val); // sets the servo position according to the scaled value delay(15); // waits for the servo to get there}
掃描代碼也很簡(jiǎn)單。與旋鈕代碼一樣，它使用它包含的 Arduino 伺服庫(kù)，然后創(chuàng)建一個(gè)myservo對(duì)象來(lái)表示伺服電機(jī)。
然后我們定義幾個(gè)整數(shù)。第一個(gè)，potpin，代表我們用于電位計(jì)游標(biāo)連接的模擬引腳。另一個(gè)val是讀取該模擬輸入時(shí)采用的值。
設(shè)置與旋鈕代碼相同，我們將伺服對(duì)象連接到引腳 9。
在循環(huán)中，我們首先從模擬引腳讀取值，0 到 1023 的值將分配給val。接下來(lái)我們使用 Arduino Map Function 改變val來(lái)表示 0 到 180 度之間的角度。
之后，我們使用寫入命令將伺服定位到val的值，即電位器選擇的角度。
在短暫延遲讓伺服電機(jī)趕上之后，我們重新開(kāi)始。
將代碼加載到您的 Arduino 并轉(zhuǎn)動(dòng)電位計(jì)。您應(yīng)該看到伺服電機(jī)的軸與可調(diào)電阻同步移動(dòng)。
PCA9685伺服驅(qū)動(dòng)板正如我們剛剛看到的那樣，直接從 Arduino 控制伺服電機(jī)非常簡(jiǎn)單。但是它有它的局限性：
您受到 Arduino 上 PWM 引腳數(shù)量的限制。如果伺服是需要其他 PWM 設(shè)備的設(shè)計(jì)的一部分，則可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。Arduino 伺服庫(kù)可能會(huì)與其他 Arduino 庫(kù)沖突，因?yàn)樗鼈儑L試使用相同的計(jì)時(shí)器。這有時(shí)可以通過(guò)尋找替代庫(kù)來(lái)解決。您需要控制很多伺服電機(jī)，即使是 Arduino Mega 也有其局限性。一個(gè)更好的解決方案是使用單獨(dú)的伺服驅(qū)動(dòng)器板。這將省掉將 PWM 發(fā)送到伺服系統(tǒng)的任務(wù)，解放您的 Arduino 以做更好的事情。
我們將使用的電路板基于 PCA9685 芯片。這些板非常受歡迎，由幾家公司制造。
PCA9685 板使用 I2C 與 Arduino 通信。這意味著與 Arduino只有兩個(gè)時(shí)鐘和數(shù)據(jù)連接。由于板子 I2C 地址可以使用一系列焊盤進(jìn)行配置，因此您可以在同一電路上使用多個(gè)驅(qū)動(dòng)板。
每塊板卡最多可控制 16 個(gè)伺服電機(jī)。您可以級(jí)聯(lián)多達(dá) 62 個(gè)板來(lái)控制多達(dá) 992 個(gè)伺服電機(jī)！
如果您真的需要控制 992 個(gè)伺服電機(jī)，您可以使用 I2C 擴(kuò)展板將多個(gè) I2C 總線連接到您的 Arduino！
與電路板的連接非常簡(jiǎn)單。
圖9
電路板的每一側(cè)都有一組相同的連接，這使得將多個(gè)模塊連接起來(lái)很容易。它們?nèi)缦拢?/p>GND – 接地連接。OE——輸出使能。您可以使用此引腳啟用和禁用所有 16 個(gè)輸出。通常它保持未連接狀態(tài)，這將導(dǎo)致啟用所有輸出。SCL – I2C 總線的時(shí)鐘線。SDA – I2C 總線的數(shù)據(jù)線。VCC – 邏輯電源，+5 伏。V+ – 伺服電機(jī)的電源。為此，電路板頂部還有另一個(gè)連接器，推薦用該連接器，因?yàn)樗哂蟹唇颖Ｗo(hù)，而 V+ 則沒(méi)有。V+ 引腳真正用于級(jí)聯(lián)多個(gè) PCA9685 模塊，并通過(guò)單個(gè)電源為所有伺服系統(tǒng)供電。
頂部還有一個(gè)用于伺服電源的 2 針螺絲連接器。如上所述，它受到反極性保護(hù)。
板子底部有 16 組 3 針公頭連接器。每一個(gè)可連接一個(gè)伺服電機(jī)。
電路板的右上角是六個(gè)焊盤。這些用于設(shè)置電路板的 I2C 地址。如果您使用多個(gè)板，則需要跳線其中的一個(gè)或多個(gè)以將其內(nèi)部 I2C 地址更改為唯一。
沒(méi)有短接任何跳線的 PCA9685 模塊的基地址是 0x40。
如果將 A0 焊盤短路，則地址變?yōu)?0x41。
改為橋接 A1，它現(xiàn)在是 0x42 的地址。橋接 A0 和 A1，地址將為 0x43。
多舵機(jī)——控制 MeArm為了演示如何使用 PCA9685 PWM 模塊來(lái)控制多個(gè)伺服電機(jī)，我決定推出我之前構(gòu)建的 MeArm。它有四個(gè)伺服電機(jī)。
我按如下方式連接所有內(nèi)容：
圖10
你會(huì)注意到我還添加了四個(gè)電位器，和以前一樣，它們可以是 10k 或以上的任何值，將用于調(diào)節(jié)四個(gè)伺服電機(jī)中每一個(gè)的運(yùn)行。
PCA9685 模塊連接到 Arduino 上的 SCL 和 SDA 連接。如果您的 Arduino 沒(méi)有用于這些 I2C 連接的引腳，則將模擬引腳 A4 用于 SDA，將引腳 A5 用于 SCL。
請(qǐng)注意，即使您確實(shí)有單獨(dú)的 SCL 和 SDA 引腳，在使用 I2C 時(shí)也無(wú)法將 A4 和 A5 用作模擬輸入。
四個(gè)電位器一側(cè)接地，另一側(cè)接地 5 伏。它們的輸出連接到模擬輸入 A0 到 A3。
Arduino 電源還用于為 PCA9685 模塊上的 VCC 電源供電。四個(gè)舵機(jī)的獨(dú)立電源連接到模塊上的螺釘連接器。
我將伺服電機(jī)連接到輸出 0、4、8 和 12。您實(shí)際上可以使用任何四個(gè)連接，只需記下它們，以便您可以修改代碼以匹配您的選擇。
由于這是我連接到 Arduino 的唯一 PCA9685 模塊，因此我沒(méi)有短路任何地址焊盤。
現(xiàn)在讓我們看看我用來(lái)完成這一切的代碼：
/* PCA9685 PWM Servo Driver Example pca9685-servomotor-demo.ino Demonstrates use of 16 channel I2C PWM driver board with 4 servo motors Uses Adafruit PWM library Uses 4 potentiometers for input DroneBot Workshop 2018 https://dronebotworkshop.com*/ // Include Wire Library for I2C Communications#include <Wire.h> // Include Adafruit PWM Library#include <Adafruit_PWMServoDriver.h> #define MIN_PULSE_width="360px",height="auto" />
該代碼使用了 Adafruit PWM 伺服驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)，您需要安裝該庫(kù)才能完成這項(xiàng)工作。它可以從 Arduino IDE 中的庫(kù)管理器安裝。
打開(kāi) Arduino IDE。從頂部的菜單中選擇Sketch。選擇包括庫(kù)。將出現(xiàn)一個(gè)子菜單。從子菜單中選擇管理庫(kù)...。庫(kù)管理器將打開(kāi)。在庫(kù)管理器中搜索“Adafruit PWM”該Adafruit的PWM伺服Library驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)該是第一個(gè)結(jié)果。單擊“更多信息”鏈接以顯示“安裝”按鈕。使用此按鈕將庫(kù)安裝到您的 IDE 中。關(guān)閉庫(kù)管理器。該庫(kù)現(xiàn)已安裝，可以在您的 IDE 中使用。我們通過(guò)包含 Wire 庫(kù)開(kāi)始代碼。它內(nèi)置于您的 Arduino IDE 中，用于控制 I2C 通信。
接下來(lái)我們包括我們剛剛安裝的 Adafruit PWM 伺服庫(kù)。
我們現(xiàn)在將定義一些常量。
前兩個(gè)常量定義了我們將發(fā)送到伺服系統(tǒng)的 PWM 信號(hào)的最小和最大脈沖寬度。你還記得這個(gè)脈沖寬度將決定伺服軸的位置。
我們定義的第三個(gè)常數(shù)是 PWM 頻率，模擬伺服電機(jī)的頻率為 50 Hz。如果您使用的是數(shù)字伺服電機(jī)，您可能需要增加它，因?yàn)樗鼈兺ǔ？梢允褂酶哌_(dá) 200 Hz 的頻率。
接下來(lái)，我們使用 Adafruit PWM 庫(kù)創(chuàng)建一個(gè)名為pwm的對(duì)象。如果您使用了默認(rèn) 0x40 以外的地址，則需要在此處定義它。
現(xiàn)在我們定義一些變量。第一個(gè)是電位器輸入引腳，A0 到 A3。之后是 PCA9685 板上的電機(jī)輸出，我在連接電機(jī)時(shí)使用了 0、4、8 和 12。如果您為電機(jī)使用不同的連接器，請(qǐng)更改這些值。
現(xiàn)在進(jìn)入setup設(shè)置。我們初始化我們之前創(chuàng)建的pwm對(duì)象，然后將 PWM 振蕩器的頻率設(shè)置為我們定義的頻率，在我們的例子中是 50 Hz。
現(xiàn)在我們創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以響應(yīng)電位計(jì)的位置。然后我們可以為每個(gè)電機(jī)調(diào)用這個(gè)函數(shù)。
我們的函數(shù)叫做moveMotor。它有兩個(gè)輸入，controlIn代表電位計(jì)輸入，motorOut代表PCA9685上的電機(jī)連接。
該函數(shù)讀取電位計(jì)值并將其轉(zhuǎn)換為脈沖寬度。然后將此脈沖寬度與Adafruit PWM 伺服庫(kù)的setPWM方法一起使用，以將脈沖發(fā)送到由motorOut變量指定的電機(jī)。
在循環(huán)中，我們只調(diào)用moveMotor函數(shù)四次，每個(gè)電位器-伺服電機(jī)組合調(diào)用一次。
結(jié)果是 MeArm 中的四個(gè)伺服電機(jī)將響應(yīng)電位計(jì)。在演示中，我使用了滑動(dòng)電位計(jì)，這使得精確定位 MeArm 變得更加容易。
結(jié)論伺服電機(jī)是多功能的小設(shè)備，在業(yè)余愛(ài)好者項(xiàng)目中有無(wú)數(shù)用途，知道如何控制它們是一項(xiàng)必不可少的 Arduino 編碼和接線技能。
希望本文及其相關(guān)視頻有助于闡明伺服電機(jī)的使用，伺服電機(jī)可以直接連接到 Arduino，也可以使用 PCA9685 PWM 控制器通過(guò) I2C 連接。
因此，請(qǐng)為自己準(zhǔn)備一堆伺服電機(jī)，今天就開(kāi)始動(dòng)起來(lái)吧！
以上就是關(guān)于遙控pos機(jī),用Arduino控制伺服電機(jī)的知識(shí)，后面我們會(huì)繼續(xù)為大家整理關(guān)于遙控pos機(jī)的知識(shí)，希望能夠幫助到大家！
