伺服電機(jī)是一種有輸出軸的小型設(shè)備，通過向伺服發(fā)送編碼信號(hào)，可以將該軸定位到特定的角度位置。只要編碼信號(hào)存在于輸入線上，伺服將保持軸的角位置。如果編碼信號(hào)改變，則軸的角位置改變。實(shí)際上，伺服用于無線電控制的飛機(jī)中來定位控制面，如升降舵和方向舵。它們還用于無線電控制的汽車、木偶，當(dāng)然還有機(jī)器人。

電機(jī)體積小，內(nèi)置控制電路，相對(duì)于它們的尺寸來說非常強(qiáng)大。標(biāo)準(zhǔn)伺服如Futaba S-148具有42盎司/英寸的扭矩，這對(duì)于其尺寸來說是堅(jiān)固的。它還吸取與機(jī)械負(fù)載成比例的功率。因此，輕負(fù)載伺服不會(huì)消耗太多能量。

伺服電機(jī)的內(nèi)膽。你可以看到控制電路、電機(jī)、一組齒輪和外殼。你還可以看到連接到外部的3根電線。一個(gè)是接電源（+5伏），一個(gè)是接地，而白線是控制線。

伺服電機(jī)的工作

伺服電機(jī)有一些控制電路和一個(gè)連接到輸出軸上的電位器（一個(gè)可變電阻，也稱為電位器）。電位器可以在電路板的右側(cè)看到，該電位器允許控制電路監(jiān)視伺服電機(jī)的當(dāng)前角度。

如果軸處于正確的角度，則電機(jī)關(guān)閉。如果電路發(fā)現(xiàn)角度不正確，則會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)直到處于所需的角度。伺服的輸出軸能夠在180度左右的地方移動(dòng)。通常情況下，它是在210度范圍內(nèi)的某個(gè)地方，然而，這取決于制造商。正常伺服用于控制0至180度的角運(yùn)動(dòng)。由于主輸出齒輪上的機(jī)械止動(dòng)裝置，機(jī)械上它無法轉(zhuǎn)動(dòng)更遠(yuǎn)。

施加到電機(jī)上的功率與其需要行進(jìn)的距離成比例。因此，如果軸需要轉(zhuǎn)動(dòng)較大的距離，電機(jī)將以全速運(yùn)轉(zhuǎn)。如果只需要少量轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)將以較低的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。這稱為比例控制。

如何溝通伺服應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)的角度？

控制線用于傳達(dá)角度。該角度由施加到控制線的脈沖持續(xù)時(shí)間確定，這稱為脈沖編碼調(diào)制。伺服期望每20毫秒（0.02秒）看到一個(gè)脈沖。脈沖的長(zhǎng)度將決定電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的距離。例如，1.5毫秒脈沖將使電機(jī)轉(zhuǎn)到90度位置（通常稱為中性位置）。如果脈沖短于1.5毫秒，則電機(jī)將軸轉(zhuǎn)到更接近0度。如果脈沖長(zhǎng)于1.5毫秒，則軸轉(zhuǎn)到接近180度。

必需的組件

你將需要以下組件：

* 1 × Arduino UNO板

* 1 × 伺服電機(jī)

* 1 × ULN2003驅(qū)動(dòng)IC

* 1 × 10kΩ電阻

程序

按照電路圖進(jìn)行連接。

草圖

在計(jì)算機(jī)上打開Arduino IDE軟件，使用Arduino語言進(jìn)行編碼控制你的電路。通過單擊“New”打開一個(gè)新的草圖文件。

Arduino代碼

/* Controlling a servo position using a potentiometer （variable resistor） */

#include <Servo.h>

Servo myservo; // create servo object to control a servo

int potpin = 0; // analog pin used to connect the potentiometer

int 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）;

}

代碼說明

伺服電機(jī)有三個(gè)端子：電源、接地和信號(hào)。電源線通常為紅色，應(yīng)連接到Arduino上的5V引腳。接地線通常為黑色或棕色，應(yīng)連接到ULN2003 IC（10-16）的一個(gè)端子。為了保護(hù)你的Arduino板免受損壞，你將需要一些驅(qū)動(dòng)IC來處理這些。這里我們使用ULN2003 IC來驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。信號(hào)引腳通常為黃色或橙色，應(yīng)連接到Arduino引腳9。

連接電位器

分壓器是串聯(lián)電路中的電阻器，其將輸出電壓縮放到施加的輸入電壓的特定比例，下面是電路。

Vout是輸出電位，取決于施加的輸入電壓（Vin）和電阻（R1和R2）。這意味著流過R1的電流也將流過R2而不被分流。在上述等式中，隨著R的值改變，Vout相對(duì)于輸入電壓Vin而縮放。

通常，電位器是一個(gè)分壓器，它可以根據(jù)可變電阻的值而使用旋鈕來縮放電路的輸出電壓。它有三個(gè)引腳：GND，Signal和+5V。

結(jié)果

通過更改電位器的NOP位置，伺服電機(jī)將改變其角度。