### 项目四 舵机控制 ![image57](../media/ebfc39b179ba70727ddf81ce6817deb5.png) **项目介绍：** 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。 ![image58](../media/69be958142b773acdae33eeef12afed7.png) 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。 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20ms（50Hz），理论上脉宽分布应在1ms到2ms之间，但是，事实上脉宽可由0.5ms 到2.5ms之间，脉宽和舵机的转角0°～180°相对应。 ![image59](../media/5f3471aed2a4350556b9f7cd0b3284c5.png) 对应的舵机角度值如下: ![image60](../media/ebadad234cf7e43ee799e66bb6c67b27.png) **舵机参数：** 工作电压：DC 4.8V〜6V 可操作角度范围：大约 About 180°(在 500→2500 μsec) 脉波宽度范围：500→2500 μsec 空载转速：0.12±0.01 sec/60（DC 4.8V） 0.1±0.01 sec/60（DC 6V） 空载电流：200±20mA（DC 4.8V） 220±20mA（DC 6V） 停止扭力：1.3±0.01kg·cm（DC 4.8V） 1.5±0.1kg·cm（DC 6V） 停止电流：≦850mA（DC 4.8V） ≦1000mA（DC 6V） 待机电流：3±1mA（DC 4.8V） 4±1mA（DC 6V） **项目组件：** | UNO PLUS 开发板\*1 | L298P 电机驱动扩展板 V1\*1 | SG90 9G舵机\*1 | | --------------------------------------------------------- | --------------------------------------------------------- | --------------------------------------------------------- | | ![image61](../media/67417bd98f12bffd0352f76063e5abbd.png) | ![image62](../media/3dca1bdd1d1420c1d12b16cbf52fee00.png) | ![image63](../media/2afd42eb9da6d4a1efa4755458ab2a42.png) | | USB线\*1 | 18650双节电池盒 (18650电池*2(电池自配))*1 | | | ![image64](../media/2adb48888136bedc4d6b37d47a47b292.jpg) | ![image65](../media/c5bf59a8e5cdded95c02334369ab6fdd.png) | | **接线图**： **⚠️特别注意：坦克智能车已经组装好了，这里不需要把传感器模块和其他的都拆下来又重新组装和接线，这里再次提供接线图，是为了方便您编写代码！** ![image66](../media/ac4131d8e8f6b1e87d34cce8d3571cb3.png) **接线注意**：舵机连接到G（GND）、V（VCC）、10，舵机的棕色线是与Gnd(G)相连，红色线与5v(V)相连，橙色线是与数字10相连的。接舵机的时候必须要外接供电，因为驱动舵机的电流要求比较大，一般峰值的情况下接近1A，开发板的电流远远不够。如果不接外接电源，很有可能烧坏开发板。 **项目代码1：** （**特别提醒：在上传程序代码前，需要把蓝牙模块取下，否则代码会上传失败。需要上传代码成功后，再连接蓝牙模块。**） ``` c /* 迷你履带坦克机器人 课程 4.1 伺服舵机 http://www.keyes-robot.com */ #define servoPin 10 //舵机引脚接D10 int pos; //舵机的角度变量 int pulsewidth; //舵机的脉宽变量 void setup() { pinMode(servoPin, OUTPUT); //舵机引脚设置为输出 procedure(0); //设置舵机的角度为0度 } void loop() { for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { // 从0到180度，以1°为一步 procedure(pos); // 转动到pos角度位置 delay(15); //控制舵机转动的速度 } for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { // 从180到0度，以1°为一步 procedure(pos); // 转动到pos角度位置 delay(15); } } //控制舵机的函数 void procedure(int myangle) { pulsewidth = myangle * 11 + 500; //计算出脉宽值 digitalWrite(servoPin, HIGH); delayMicroseconds(pulsewidth); //高电平持续的时间，就是脉宽 digitalWrite(servoPin, LOW); delay((20 - pulsewidth / 1000)); //周期是20ms，所以低电平持续剩下的时间 } ``` 在上传代码成功，我们可以看到舵机在0°到180°角度范围来回摆动。 其实我们还可以有一种更简单的方法控制舵机，就是使用Arduino的舵机库文件，可以参考Arduino官方的使用说明： . 以下是使用了舵机库文件的程序,接线图不变 项目代码2: （**特别提醒：在上传程序代码前，需要把蓝牙模块取下，否则代码会上传失败。需要上传代码成功后，再连接蓝牙模块。**） ``` c /* 迷你履带坦克机器人 课程 4.2 伺服舵机 http://www.keyes-robot.com */ #include Servo myservo; // 创建舵机类实例 int pos = 0; //角度变量 void setup() { myservo.attach(10); //舵机接数字口10 } void loop() { for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { // 从0到180 // in steps of 1 degree myservo.write(pos); // 转动到pos角度 delay(15); // 等待15ms 以控制舵机转动速度 } for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { // 从180到0 myservo.write(pos); // 转动到pos角度 delay(15); // 等待15ms 以控制舵机转动速度 } } ``` **项目结果：** 上传代码成功，上电后，舵机也是在0°到180°角度范围来回摆动。这两个项目的效果是一样的，通常我们使用库文件来控制的比较多。 **代码说明:** \#include\是Arduino自带的Servo函数及其语句，下面是舵机函数的几个常用语句： 1、attach（接口）——设定舵机的接口，只有9或10接口可用。 2、write（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°。 3、read（）——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。 4、attached（）——判断舵机参数是否已发送到舵机所在接口。 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(10)。