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课程18--舵机控制

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    2017-7-29 14:25
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    发表于 2017-6-2 12:29:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
    舵机控制
             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,分别用棕、红、橙三种颜色进行区分,由于舵机品牌不同,颜色也会有所差异,棕色为接地线,红色为电源正极线,橙色为信号线。
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    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。
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    了解了基础知识以后我们就可以来学习控制一个舵机了,本实验所需要的元器件:
      
    RB—412 舵机
      
    1
    面包板跳线
    1
             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。
    如下图所示将舵机接数字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。
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    参考源程序如下:
    1. //UART send 1~9==>20~180 degree
    2. int servopin=9;//设置舵机驱动脚到数字口9
    3. int myangle;//定义角度变量
    4. int pulsewidth;//定义脉宽变量
    5. int val;
    6. void servopulse(int servopin,int myangle)/*定义一个脉冲函数,用来模拟方式产生PWM值*/
    7. {
    8. pulsewidth=(myangle*11)+500;//将角度转化为500-2480 的脉宽值
    9. digitalWrite(servopin,HIGH);//将舵机接口电平置高
    10. delayMicroseconds(pulsewidth);//延时脉宽值的微秒数
    11. digitalWrite(servopin,LOW);//将舵机接口电平置低
    12. delay(20-pulsewidth/1000); //延时周期内剩余时间
    13. }
    14. void setup()
    15. {
    16. pinMode(servopin,OUTPUT);//设定舵机接口为输出接口
    17. Serial.begin(9600);//设置波特率为9600
    18. Serial.println("servo=o_seral_simple ready" ) ;
    19. }
    20. void loop()//将0 到9 的数转化为0 到180 角度,并让LED 闪烁相应数的次数
    21. {
    22. val=Serial.read();//读取串口收到的数据
    23. if(val>'0'&&val<='9') //判断收到数据值是否符合范围
    24. {
    25. val=val-'0'; //将ASCII码转换成数值,例'9'-'0'=0x39-0x30=9
    26. val=val*(180/9);//将数字转化为角度,例9*(180/9)=180
    27. Serial.print("moving servo to ");
    28. Serial.print(val,DEC);
    29. Serial.println();
    30. for(int i=0;i<=50;i++) //给予舵机足够的时间让它转到指定角度
    31. {
    32. servopulse(servopin,val);//引用脉冲函数
    33. }
    34. }
    35. }
    复制代码




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