4.3.5 舵机模块#

4.3.5.1 简介#

本教程将为您详细介绍舵机模块的使用方法和应用技巧。舵机是一种能够精确控制角度的电机，广泛应用于机器人、遥控模型和自动化设备中。教程内容包括舵机的工作原理、引脚功能、电路连接方法以及如何通过微控制器（如ESP32）控制舵机的转动角度。您将学习如何编写代码来实现舵机的精确位置控制、平滑运动以及多舵机协同工作。无论您是电子初学者还是有经验的开发者，本教程都将帮助您掌握舵机模块的应用，为您的项目增添灵活的机械控制功能。

4.3.5.2 元件知识#

控制原理：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。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。

引脚介绍：

j119

GND： 一个接地的引脚，棕色

VCC： 一个连接到+5V电源的引脚，红色

S：信号端的引脚，PWM信号控制，橙色

内部结构图：

信号线：接收来自微控制器的控制信号；
电位器：可以测量输出轴的位置量，属于整个舵机机构的反馈部分；
内部控制器：处理来自外部控制的信号，驱动电机以及处理反馈的位置信号，是整个伺服机构的核心；
直流电机：作为执行机构，输出多少转速，转矩，位置；
传动机构/舵机系统：该机构根据一定传动比，将电机输出的行程缩放到最终输出的角度上。

驱动舵机：

通过向舵机的信号信号线发送PWM信号来控制舵机的输出量，PWM脉冲的占空比直接决定了输出轴的位置。

例如（这里以180°舵机为例）：

当我们向180°舵机发送脉冲宽度为1.5毫秒（ms）的信号时，舵机的输出轴将移至中间位置（90度）；
脉冲宽度为0.5ms时，舵机的输出轴将移至最小的位置（0度）；
脉冲宽度为2.5ms时，舵机的输出轴将移至最大的位置（180度）。

舵机的周期通常为20毫秒，希望以50Hz的频率产生脉冲，但是许多伺服器在40至200 Hz的范围内也都能正常工作。

注: 不同类型和品牌的舵机之间最大位置和最小位置的角度可能会不同。许多舵机仅旋转约170度(或者只有90度)，但宽度为1.5ms的伺服脉冲通常会将伺服设置为中间位置(通常是指定全范围的一半)。

4.3.5.3 接线图#

舵机的黄色线连接到io26

⚠️ 特别注意：智慧农场已经组装好了，这里不需要把舵机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！

4.3.5.4 实验代码#

⚠️ 特别注意： 上传代码前要添加库文件，库文件存放在Arduino_库文件文件夹中名为ESP32Servo.zip。

代码文件在Arduino_代码文件夹中，代码文件为4_3_5_Servo，如下图所示：

鼠标双击4_3_5_Servo.ino即可在Arduino IDE中打开。

/*
 * 文件名 : Servo
 * 功能   : 舵机转动
 * 编译IDE：ARDUINO 2.3.6
 * 作者   : https://www.keyesrobot.cn/
*/

#include <ESP32Servo.h>  //需要导入ESP32开发板的舵机库

Servo myservo;  // 创建舵机对象来控制舵机,在ESP32上可以创建16个舵机对象
                
int pos = 0;    // 定义变量存储舵机位置
// ESP32上推荐的PWM GPIO引脚包括2、4、12-19、21-23、25-27、32-33

int servoPin = 26;
                
void setup() {
  myservo.attach(servoPin);   // 将引脚26上的舵机连接到舵机对象上
  myservo.write(180);
  delay(1000);
}

void loop() {
  for (pos = 180; pos >= 80; pos -= 1) { // 从180度到80度
    myservo.write(pos);              // 告诉舵机到变量“pos”的位置
    delay(15);                       // 每次等待15ms让舵机到达对应的位置
  }
  for (pos = 80; pos <= 180; pos += 1) { // 从80度到180度
    // 每次15度
    myservo.write(pos);              //告诉舵机到变量“pos”的位置
    delay(15);                       // 每次等待15ms让舵机到达对应的位置
  }
}

4.3.5.5 实验结果#

按照接线图接好线，外接电源，选择好正确的开发板板型（ESP32 Dev Module）和适当的串口端口（COMxx），然后单击按钮上传代码。上传代码成功后可以看到饲料盒在慢慢打开，慢慢关闭，实现可控制的。

注意：SG90舵机是180度，在套件中的饲料盒较小，SG90舵机只需旋转100度，就能完全关闭饲料盒。

80度：完全打开。
120度：打开一半。
180度：关闭。

⚠️ 注意：请勿将手指伸入到饲料盒中，谨防夹伤！请勿将其他物体堵住饲料盒盖，以免弄坏舵机。

4.3.5 舵机模块

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