如何将伺服电机与Arduino接口

在这篇文章中，我们将学习什么是伺服电机，它是如何工作的，如何与微控制器接口，以及是什么使这个电机与其他电机不同。

作为一个电子爱好者，我们会遇到很多种电机，在这里，我们将看看一种特殊类型的电机，称为伺服电机。

伺服电机是什么?

伺服电机或简称伺服电机是一种特殊类型的电机，是为精确控制位置、加速度和速度而设计的。与其他类型的电机不同，伺服电机只能双向旋转180度。它有机械齿轮和阻挡器，限制了伺服的角旋转。

典型的伺服电机:

伺服电机用于机器人、CCTV摄像机、RC汽车、船只、玩具飞机等。伺服电机用于无需继续旋转运动，但锁定在特定位置或在可移动角度限制内以受控速度移动某些负载的位置。

伺服系统不像其他类型的电机那样简单，它是一个模块，由一个普通的直流/交流电机、一组齿轮、控制电子设备和一个反馈系统组成。让我们详细地看看所提到的每个阶段。

伺服模块上使用的DC/AC电机可以是无刷电机或有刷电机，在大多数业余伺服系统上使用DC电机，在工业应用中使用AC电机。电机向伺服机构提供旋转输入。电机在伺服系统内以几百转/分的转速旋转，输出转速约为其转速的50倍或更多倍。

下一阶段是齿轮总成，它控制伺服的角度旋转和速度。齿轮可以由塑料或金属制成，具体取决于负载的体积。通常，直流电机在高转速和低扭矩下运行；齿轮组件将多余的转速转换为扭矩。因此，一个小马达可以处理巨大的负载。

下一阶段是控制电子，由mosfet和ICs组成，用于控制电机的旋转。伺服电机中始终存在反馈系统来跟踪执行器当前的位置。

在伺服系统中，反馈元件通常是一个电位器，它直接与旋转执行器相连。电位器作为分压器，馈送到控制电子设备。这种反馈有助于控制电子设备来确定给予电机的功率。

如果任何外力试图干扰，处于固定位置的伺服电机将不情愿从其当前位置移动。反馈系统监测当前位置，并为电机提供电源以防止外部干扰。

当伺服器移动执行器时，上述情况是相同的。控制系统将补偿外力并以确定的速度运动。

现在大家对伺服电机及其工作原理已经有了一定的了解。让我们来看看如何用单片机来控制伺服电机。

伺服电机有3个端子，不像其他电机有2个端子，两个用于电源（标称5V），一个用于控制信号。电线是彩色的，便于识别端子。

伺服系统的控制信号为50Hz频率的PWM。信号的脉冲宽度决定执行器臂的位置。一个典型的伺服电机的工作脉冲宽度为1到2毫秒。

应用1毫秒脉冲宽度控制信号将使执行器保持在0度位置。应用2毫秒脉冲宽度控制信号将使致动器保持在180度位置。在1-2 ms之间施加信号将使致动器保持在0-180度角范围内。通过下图可以更好地理解这一点。

到现在为止，您已经了解了如何通过脉宽调制（PWM）控制伺服。

现在让我们学习如何将伺服电机与Arduino连接起来。

线路图:

接线很简单，不言自明。如果使用体积庞大的伺服电机，则需要外部电源。如果你尝试从arduino电源的供应，你会超载的USB端口的计算机。

如果您有类似的伺服，如本文开头所示，那么您可以从arduino 5V电源为其供电，这也在作者的原型中显示。

作者的原型:

Arduino需要伺服库来处理它，它使我们的任务变得简单，并且已经在Arduino IDE中了。

节目：

//-------- r.g riish开发的程序--------//
#包括
伺服电机;
int pos=0；
int t = 10;
无效的设置()
{
电机。连接（7）；
}
void循环（）
{
A:
pos=pos+1；
电机写入（pos）；
延迟（t）；
如果（pos==180）{goto B；}
转到一个;
B:
pos = pos-1;
电机写入（pos）；
延迟（t）；
if(pos==0) {goto A;}
后藤B；
}
//-------- r.g riish开发的程序--------//

上述程序将向右扫掠执行器0至180度，向左扫掠执行器180至0度，并重复循环。这是一个测试伺服的简单程序；您可能需要为自定义应用程序编写自己的代码。