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大家應(yīng)該都看到過機(jī)器人的手臂啊腿腳啊什么的一抽一抽的在動彈吧...是不是和機(jī)械舞一樣的有節(jié)奏，現(xiàn)在很多機(jī)器人模型里面的動力器件都是舵機(jī)。
但是大家一般見到的動力器件都是像步進(jìn)電機(jī)，直流電機(jī)這一類的動力器件，應(yīng)該對舵機(jī)比較陌生。
舵機(jī)主要有以下3個優(yōu)點(diǎn):
一是體積緊湊，便于安裝； 二是輸出力矩大，穩(wěn)定性好； 三是控制簡單，便于和數(shù)字系統(tǒng)接口。
本次教程中使用的是SG90的舵機(jī)，個人感覺性能一般，但是比較穩(wěn)定和耐用，做DIY實(shí)驗(yàn)器材用還是比較不錯的。
舵機(jī)的基本介紹
舵機(jī)，又稱伺服馬達(dá)，是一種具有閉環(huán)控制系統(tǒng)的機(jī)電結(jié)構(gòu)。舵機(jī)主要是由外殼、電路板、無核心馬達(dá)、齒輪與位置檢測器所構(gòu)成。 其工作原理是由控制器發(fā)出PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號給舵機(jī)，經(jīng)電路板上的IC處理后計算出轉(zhuǎn)動方向，再驅(qū)動無核心馬達(dá)轉(zhuǎn)動， 透過減速齒輪將動力傳至擺臂，同時由位置檢測器（電位器）返回位置信號，判斷是否已經(jīng)到達(dá)設(shè)定位置，一般舵機(jī)只能旋轉(zhuǎn)180度。
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2018-12-8 09:51 上傳
舵機(jī)的接線
舵機(jī)有3根線，棕色為地，紅色為電源正，橙色為信號線，但不同牌子的舵機(jī)，線的顏色可能不同。
舵機(jī)的控制原理
舵機(jī)的轉(zhuǎn)動的角度是通過調(diào)節(jié)PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號的占空比來實(shí)現(xiàn)的。
占空比
1.指高電平在一個周期之內(nèi)所占的時間比率。
2.正脈沖的持續(xù)時間與脈沖總周期的比值。例如:正脈沖寬度1μs,信號周期10μs的脈沖序列占空比為0.1。即：脈沖的寬度除以脈沖的周期稱為占空比。標(biāo)準(zhǔn)PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號的周期固定為20ms（50Hz），理論上脈寬分布應(yīng)在1ms到2ms之間，但是，事實(shí)上脈寬可由0.5ms到2.5ms之間，脈寬和舵機(jī)的轉(zhuǎn)角0°～180°相對應(yīng)。
Python語言驅(qū)動舵機(jī)的方法
其實(shí)說了以上這些呢，都是為了給大家介紹利用Python語言來控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動角度，和普通單片機(jī)一樣的，都是需要用不同寬度的脈沖來控制器轉(zhuǎn)動的角度。 說白了，我們需要做的就是使用Python語言來輸出不同寬度的脈沖信號，來給到信號線里面去。現(xiàn)在一般的舵機(jī)脈寬那都是在0.5ms到2.5ms之間，這就可以計算了。 0.5MS-2.5MS這兩毫秒里面可以控制轉(zhuǎn)動到180度，這樣算下來，轉(zhuǎn)一度的脈沖時間大約就是2毫秒/180度=0.011毫秒/度，這樣依次計算就可以了。剩下的就是寫一個脈沖信號了，相信寫脈沖信號的程序大家都很熟悉啦。 但是，在舵機(jī)里面有一些幾點(diǎn)幾的毫秒的延時脈沖，這個在Python語言里如果想要利用delay()函數(shù)來做延時的話，很難做到每個角度都可以轉(zhuǎn)到，甚至說是很難做到轉(zhuǎn)動到大多數(shù)的角度。所以，你需要找到一個比毫秒延時還要精確的延時函數(shù)來作為脈沖的計時延時函數(shù)。我現(xiàn)在用的是time.sleep(i)這個函數(shù),這個函數(shù)里面的i，建議設(shè)置在0.0000-0.0035之間。不能說精確的轉(zhuǎn)動到每個角度吧，但是百分之九十的角度都是可以轉(zhuǎn)到。如果想讓舵機(jī)進(jìn)行循環(huán)擺動，一定要記得加上適當(dāng)?shù)难訒r，因?yàn)槌绦蚩梢燥w快的跑，但是舵機(jī)轉(zhuǎn)動也是需要一點(diǎn)時間的。舵機(jī)轉(zhuǎn)動時間肯定要比程序跑一遍的時間要長的多啦。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
通過加速度傳感器的X方向控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動，讓舵機(jī)隨TPYBoard 的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動
實(shí)驗(yàn)材料
TPYBoard v10x 開發(fā)板 1塊
SG90舵機(jī) 1個
杜邦線 若干
實(shí)驗(yàn)線路圖
這里電路圖很簡單，只需要給舵機(jī)接上VCC和GNG（這是最基本的，這個開發(fā)板上好多電源和地可以用）。 然后把舵機(jī)的信號線接到任意一個GPIO口（后面程序里面要在這個GPIO往外輸出脈沖的，我用了X1，還有很多其他的GPIO口可以用。）就可以了。 接線原理圖:
- import pyb
- import time
- from pyb import Pin
- xlights = (pyb.LED(2), pyb.LED(3))
- ylights = (pyb.LED(1), pyb.LED(4))
- M0 = Pin('X1', Pin.OUT_PP)
- accel = pyb.Accel()
- i=0.0001
- j=0.0000
- while True:
- x = accel.x()
- print("x=")
- print(x)
- Y=x+20
- M0.high()
- time.sleep(i*Y)
- M0.low()
- time.sleep(i*Y)
- pyb.delay(12)
- if x > 0:
- xlights[0].on()
- xlights[1].off()
- elif x < 0:
- xlights[1].on()
- xlights[0].off()
- else:
- xlights[0].off()
- xlights[1].off()
雖然舵機(jī)只是能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動指定的角度，看起來功能很單一，但是單一的功能結(jié)合起來，就能完成很復(fù)雜的任務(wù)。
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