伺服馬達(servo motor),因常用於遙控模型飛機,所以又常稱為RC伺服機、伺服馬達舵機。
伺服馬達裡含有直流馬達、齒輪箱、軸柄、以及控制電路,我們可透過訊號控制軸柄的停止角度,大概都是0到180度,但不同廠牌型號會有不同的範圍;經由齒輪箱降速後,變成適當可用的轉速,並且提供更高的轉矩(扭轉力)。
一般伺服馬達有三條線
1. 電源(紅色) -VCC
2. 負極(棕色) - GND
3. 訊號線(橘色)- D6
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一般伺服馬達有三條線,
1.
電源(紅色)、
2.
接地(棕色)、
3.
訊號線(橘色)-可以接D3、D5、D6、D9、D10、D11等。
透過訊號線傳送PWM脈波來控制軸柄的停止位置旋轉角度,這個訊號脈波必須每秒重複50次(也就是50Hz),而脈衝持續時間的長短便代表了馬達該將軸柄轉到什麼位置,範圍從1.0ms到2.0ms(millisecond,毫秒,千分之一秒),若想置中則是1.5ms;也可將1.0ms當做角度0度,那麼1.5ms會是90度,2.0ms則是轉到底180度。注意,也有可能反過來。
伺服馬達的基本原理是接受 PWM 訊號,經由內部電路計算出馬達的轉動角度,大多數伺服馬達旋轉角度是 0 到 180 度,PWM 訊號的頻率必須是 50 Hz,控制馬達的角度是由脈衝持續時間的長度來決定,
持續時間的範圍從 1.0 ms 到2.0 ms,
脈衝持續時間若為 1.0 ms 時角度為 0 度,
脈衝持續時間若為 1.2 ms 時角度為 45 度,
脈衝持續時間若為 1.5 ms 時角度為 90 度,
脈衝持續時間若為 1.0 ms 時角度為 0 度,
脈衝持續時間若為 1.2 ms 時角度為 45 度,
脈衝持續時間若為 1.5 ms 時角度為 90 度,
脈衝持續時間若為 2.0 ms 時角度為 180 度。
1.
工作電壓:4.8V
2.
轉矩:1.8kg-cm,當工作電壓為4.8V時
3.
運轉速度:0.1秒 ∕ 60度 ,當工作電壓為4.8V時
4.
脈衝寬度範圍:500~2400µs
5.
死頻帶寬度(dead band width):10µs
從上我們可知,可允許的脈衝範圍是500~2400µs,也就是0.5~2.4ms,比剛剛說的一般範圍還要寬,也就代表這個伺服馬達能旋轉的角度更大。
另外有項值得一提的數據是死頻帶寬度,意思是說,因為訊號可能不穩上下起伏,當這一次脈衝寬度與上一次相差不超過死頻帶寬度時,伺服馬達便不會動作。
ms:millisecond,毫秒,千分之一秒注意:
- 不要使用 D9 和 D10 (已被用於發送伺服馬達的PWM訊號)。
- 一個Arduino板最多可控制12顆伺服馬達。
https://www.youtube.com/watch?v=Yxp7e67_g5I
練習:
1. 伺服馬達從0度 à90度 à180度 à90度 à0度 (間隔0.3秒)
※ 使用 Scratch 3.0 控制 Arduino 轉動 SG-90 伺服馬達
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