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Arduino 入门教程 实验十八 舵机控制实验

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发表于 2015-6-17 14:55:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 keyes8888 于 2015-6-19 09:00 编辑

1、舵机介绍
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。
舵机有很多规格,但所有的舵机都有外接三根线,分别用三种颜色进行区分,由于舵机品牌不同,颜色也会有所差异,色为接地线,色为电源正极线,色为信号线。
舵机的转动的角度是通过调节PWM(脉冲宽度调制)信号的占空比来实现的,标准PWM(脉冲宽度调制)信号的周期固定为20ms50Hz),理论上脉宽分布应在1ms2ms 之间,但是,事实上脉宽可由0.5ms 2.5ms 之间,脉宽和舵机的转角0°~180°相对应。有一点值得注意的地方,由于舵机牌子不同,对于同一信号,不同牌子的舵机旋转的角度也会有所不同。
2、实验器件
RB412 舵机*1
面包板跳线*1
3、控制方法介绍
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910 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。
4、方法1接线及源程序
将舵机接数字 9 接口上。
编写一个程序让舵机转动到用户输入数字所对应的角度数的位置,并将角度打印显示到屏幕上。
参考源程序A
int servopin=9;//定义数字接口9 连接伺服舵机信号线
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
{
pulsewidth=(myangle*11)+500;//将角度转化为500-2480 的脉宽值
digitalWrite(servopin,HIGH);//将舵机接口电平至高
delayMicroseconds(pulsewidth);//延时脉宽值的微秒数
digitalWrite(servopin,LOW);//将舵机接口电平至低
delay(20-pulsewidth/1000);
}
void setup()
{
pinMode(servopin,OUTPUT);//设定舵机接口为输出接口
Serial.begin(9600);//连接到串行端口,波特率为9600
Serial.println("servo=o_seral_simple ready" ) ;
}
void loop()//0 9 的数转化为0 180 角度,并让LED 闪烁相应数的次数
{
val=Serial.read();//读取串行端口的值
if(val>'0'&&val<='9')
{
val=val-'0';//将特征量转化为数值变量
val=val*(180/9);//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
}
}
}
5、方法1实验结果
在串口监视器中输入1-9,舵机会按照相对应的角度转动。
6、方法2
先具体分析一下 Arduino 自带的Servo 函数及其语句,来介绍一下舵机函数的几个常用语句吧。
1attach(接口)——设定舵机的接口,只有数字9 10 接口可利用。
2write(角度)——用于设定舵机旋转角度的语句,可设定的角度范围是0°到180°。
3read()——用于读取舵机角度的语句,可理解为读取最后一条write()命令中
的值。
4attached()——判断舵机参数是否已发送到舵机所在接口。
5detach()——使舵机与其接口分离,该接口(数字9 10 接口)可继续被用作PWM 接口。
注:以上语句的书写格式均为“舵机变量名.具体语句()”例如:myservo.attach(9)
仍然将舵机接在数字9 接口上即可。
参考源程序B
#include <Servo.h>//定义头文件,这里有一点要注意,可以直接在Arduino 软件菜单栏单击Sketch>Importlibrary>Servo,调用Servo 函数,也可以直接输入#include <Servo.h>,但是在输入时要注意在#include <Servo.h>之间要有空格,否则编译时会报错。
Servo myservo;//定义舵机变量名
void setup()
{
myservo.attach(9);//定义舵机接口(910 都可以,缺点只能控制2 个)
}
void loop()
{
myservo.write(90);//设置舵机旋转的角度
}
7、相关产品链接
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