6.1. 舵机原理¶
舵机是一种位置(角度)伺服的驱动器,它由直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成的一套自动控制系统。通过发送信号,指定输出轴旋转角度,一般而言都有最大旋转角度(比如180度),与普通直流电机的区别主要在直流电机是一圈圈转动的,舵机只能在一定角度内转动,不能一圈圈转(但数字舵机可以在舵机模式和电机模式中切换)。普通直流电机无法反馈转动的角度信息,而舵机可以。
标准的舵机有3条引线,分别是:地线GND(舵机连接线的棕色)、电源线Vcc(舵机连接线的红色)、控制信号线(舵机连接线的橙色)。
舵机的伺服系统由可变宽度的脉冲来进行控制,控制线是用来传送脉冲的。脉冲的参数有最小值,最大值,和频率。一般而言,舵机的基准信号周期为20ms,宽度为1.5ms,这个基准信号定义的位置为中间位置,角度是由来自控制线的持续的脉冲所产生。该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围内的角度控制脉冲部分,总间隔为2ms。这种控制方法叫做脉冲调制,脉冲的长短决定舵机转动多大角度。
例如:1.5毫秒脉冲会到转动到中间位置(对于180°舵机来说,就是90°位置)。当控制系统发出指令,让舵机移动到某一位置,并让他保持这个角度,这时外力的影响不会让他角度产生变化,但是这个是由上限的,上限就是他的最大扭力。除非控制系统不停的发出脉冲稳定舵机的角度,舵机的角度不会一直不变。
180度角度伺服对应的控制关系是:
注意
不同舵机的脉宽范围会有所不一样,控制时需要留意!