一、电机基础知识
电机是一种将电能转化为机械能的装置,舵机也属于电机范畴。常见的电机有直流电机和交流电机两类。
直流电机每个转子针柱上带有永久磁铁,转子绕组内接直流电源,当电流通过绕组时会在转子针柱上产生一个磁极,该磁极受到永久磁铁的作用便转动起来。
交流电机则是利用交流电在绕组中不断变化的磁场来转动电机,其中最常见的是异步电机,工作原理为“转子拖极”。
二、舵机简介
舵机是一种特殊的直流电机,它具有旋转角度可以精确调控的特点。通常舵机内置有电位器,可以检测舵机旋转的位置,并通过PWM技术控制舵机旋转的角度。
三、PWM技术
PWM技术(Pulse Width Modulation)是一种通过不同占空比的方波控制电机速度、角度等的技术。
在舵机方面,以50Hz频率的周期性方波信号为例,如果方波的占空比为5%,则电机会旋转到最小角度;如果方波的占空比为10%则电机会旋转到中间角度;如果方波的占空比为15%则电机会旋转到最大角度。通过改变方波的占空比,可以实现对舵机旋转角度的控制。
#include <Servo.h> Servo myservo; // create servo object to control a servo void setup() { myservo.attach(9); // attaches the servo on pin 9 to the servo object } void loop() { myservo.write(0); // set the servo position to the minimum angle delay(1000); // waits for the servo to move to the position myservo.write(90); // set the servo position to the middle angle delay(1000); // waits for the servo to move to the position myservo.write(180); // set the servo position to the maximum angle delay(1000); // waits for the servo to move to the position }
四、直流电机控制方法
舵机是一种特殊的直流电机,控制方式也有所不同。常见的直流电机控制方式有加减速控制、两段式控制等。其中加减速控制是通过逐渐加速或减速来控制电机的转速,两段式控制则是通过改变电机的电压来控制电机的方向和速度。
int motorPin1 = 9; int motorPin2 = 10; void setup() { pinMode(motorPin1, OUTPUT); pinMode(motorPin2, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(motorPin1, HIGH); digitalWrite(motorPin2, LOW); delay(5000); digitalWrite(motorPin1, LOW); digitalWrite(motorPin2, HIGH); delay(5000); }
五、舵机对于机器人的应用
舵机在机器人领域中应用广泛,如步进电机、舵机控制机器人手臂等等。其中步进电机可以精确控制机械臂的位置,而舵机可以控制手指的运动和握取物品。
六、总结
PWM技术是控制舵机的基础,直流电机的控制方法也适用于舵机。舵机的精准控制为机器人的运动提供了重要条件,具有广泛的应用前景。