伺服电机主要适用于角度需要不断变化且可以保持的控制系统,常见的机械臂、多足机器人、遥
控船、摄像头云台等都可以使用伺服电机来实现。
1、简介
伺服电动机又被称为执行电动机、舵机,如图9.4所示,是由直流电机、减速齿轮组、电位器和控制电路组成的,封装在一个便于安装的外壳里,其主要作用是根据输入信号准确地转动到设定的角度。在自动控制系统中,通常用作执行元件,把接收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。当给伺服电机地信号零电压时会出现无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
通常情况下,伺服电机有3个输入引脚,GND(棕色、黑色)、VCC(红色)和 Signal(控制线、信号线,一般为橘色),中间的一条通常为电源线。
可以通过树莓派连接控制线,并发送一个PWM信号控制伺服电机转动到一个固定角度。这个PWM信号必须周期性发送,否则伺服电机就会转到一个
任意的角度。通常控制伺服电机的PWM 信号周期为20ms(50Hz),宽度在0.5~2.5ms(对应最小角度0°和最大角度180°),以周期为20ms、最大角度为180°为例的伺服电机为例。
由于RPiGPIO库只提供了控制PWM 信号占空比的功能,所以要将伺服电机旋转到指定的角度
就需要计算出对应的占空比,可以得出一个公式用于计算占空比(duty):
例如:如果转动的角度 direction为36°,代入公式中可得占空比为4.5%。
2、实验代码
控制