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王可可

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SG90舵机控制秘籍:参数、电源与信号的三大要点,为您综合分析了SG90舵机的控制参数注意事项

SG90舵机控制秘籍:参数、电源与信号的三大要点
SG90舵机的正确控制主要围绕三个核心要素:PWM信号的周期与占空比电源供电以及机械限制
一、 脉冲宽度调制(PWM)信号参数
SG90舵机不是通过改变电压大小来控制角度,而是通过改变输入PWM信号中高电平脉冲的宽度来实现的。
参数标准数值/范围注意事项
信号频率 (周期)50 Hz (周期 $T = 20 \text{ ms}$)这是最标准的频率。如果频率过高,舵机可能会反应不灵敏或发热;如果频率过低,舵机会出现抖动。
脉冲宽度 (占空时间)0.5 ms ~ 2.5 ms理论上,这个范围对应舵机的0° ~ 180°(或制造商设定的最大角度)。
0° 对应脉宽约 $0.5 \text{ ms}$舵机转动到一端极限(例如 0°)。
90° 对应脉宽约 $1.5 \text{ ms}$舵机转动到中心位置。
180° 对应脉宽约 $2.5 \text{ ms}$舵机转动到另一端极限(例如 180°)。
⚠️ 重要提示: 不同的SG90批次或制造商,其实际的脉宽范围可能会略有不同,导致最大/最小角度(如 0° 和 180°)对应的脉宽可能不是精确的 $0.5 \text{ ms}$ 和 $2.5 \text{ ms}$。在实际使用中,需要通过实验微调脉宽,以找到舵机不发抖且不超程(卡住)的最佳极限值。
二、 电源供电参数
舵机需要独立且稳定的电源来保证性能,尤其是在有负载的情况下。
参数标准数值/范围注意事项
供电电压4.8 V ~ 6 V (标称 5 V)绝对不能超过 6V,否则有烧毁舵机的风险。低于 4.8V 扭矩会明显下降。
供电电流空载:约 $10 \text{ mA} \sim 50 \text{ mA}$;堵转:可达 $200 \text{ mA} \sim 300 \text{ mA}$ 或更高。1. 必须独立供电: 建议不要直接使用单片机(如Arduino)的 5V 引脚供电。当多个舵机同时运动或带负载时,瞬间电流过大,会导致单片机复位或电压不稳。 2. 电容滤波: 可以在电源端并联一个电容(如 $100 \mu \text{F}$ 或更大)来应对瞬间电流波动。三、 机械和使用限制
SG90作为一款微型舵机,在承载和使用上存在局限性。
注意事项详细说明影响
最大扭矩限制SG90的扭矩很小(通常 $< 2 \text{ kg} \cdot \text{cm}$)。避免超载: 不要驱动过重或卡住的物体。超载会导致电机发热、失步,长期下来会损坏齿轮(通常是塑料齿轮)。
超程堵转避免发送超出舵机实际机械极限的脉宽信号(例如,发送 $0.3 \text{ ms}$ 或 $2.7 \text{ ms}$)。如果舵机到达极限角度后仍试图转动,会发生堵转,产生巨大的电流和热量,短时间内就可能烧毁舵机。
持续控制舵机必须持续接收有效的 PWM 信号来保持角度。如果停止发送 PWM 信号,舵机将失去保持力,可以被外力转动。
发热问题连续、剧烈运动或长时间保持最大扭矩时,舵机会发热。适当限制连续工作时间,避免长时间处于堵转或高负载状态。
? 总结与建议
控制SG90舵机,核心在于精确掌握和发送 $50 \text{ Hz}$、 $0.5 \text{ ms} \sim 2.5 \text{ ms}$ 范围内的 PWM 信号,同时确保电源稳定且充足(最好独立供电)。

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