针对伺服电机一款常用 Arduino 板开发

伺服电机是一种根据控制信号确定轴转动位置的电机，通常用于通过调整襟翼来控制遥控飞机，进行无人机飞行定位，在流量控制中用于阀门控制，或用于连续驱动机器人的轮子。它们可用来定位或调整任何您所能想到的东西。伺服电机包括一个直流电机、一个控制电路、几个扭力齿轮以及一个塑料外壳（见图 1）。

图 1：Parallax 的伺服电机 900-00005-ND，图中露出的直流电机和齿轮用于转动电位计，从而为控制 IC 提供反馈以对轴进行定位。其中一个齿轮上有个凹槽，可限制只旋转 180 度。如要进行连续旋转，可以去掉这个凹槽。它们如何工作？伺服电机通过利用脉冲宽度调制 (PWM) 信号按顺时针或逆时针方向（具体取决于信号的脉冲宽度）旋转轴，来对轴位置进行控制。通常，1 ms 脉冲宽度会按顺时针方向旋转轴，2 ms 脉冲宽度会按逆时针方向旋转轴。要将轴定位在 ½ 位置（或中间位置），通常使用 1.5 ms 脉冲。每个脉冲之间将需要 20 ms 间隔。下图 2 显示每个位置的定时。

图 2：不同轴位置的 PWM 定时

图 3：Parallax 的规格书中所示的布线连接。

使用 Arduino 平台

最常用的一款 Arduino 板称为“UNO”。还有几个常用版本是我们分销的产品，来自第三方供应商，例如 Adafruit、SparkFun、Seeed、DFRobot 等。我个人最喜欢的是来自 SparkFun 的 Red Board，这款产品在原始“UNO”板的基础上新增了一些出色的改进。我还使用过 Adafruit 的“Flora”，它是一款性价比高且易于使用的圆形电路板。