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什么是舵机？
伺服控制
硬件连接
舵机规格
SG90
MG90S
MG996R
总结
什么是舵机？
舵机是伺服电机的一种，伺服电机就是带有反馈环节的电机，我们可以通过伺服电机进行精确的位置控制或者输出较高的扭矩；
舵机
舵机也叫也叫RC 伺服器，通常用于机器人项目，也可以在遥控汽车，飞机等航模中找到它们。
类似舵机这样的伺服系统通常由小型电动机，电位计，嵌入式控制系统和变速箱组成。
电机输出轴的位置由内部电位计不断采样测量，并与微控制器（例如STM32,Arduino）设置的目标位置进行比较；
根据相应的偏差，控制设备会调整电机输出轴的实际位置，使其与目标位置匹配。这样就形成了闭环控制系统。
闭环系统
变速箱降低了电机的转速，从而增加了输出轴上的输出扭矩。输出轴的 大速度通常约为60 RPM。
具体结构如下图所示；
内部结构
①：信号线：接收来自微控制器的控制信号；
②：电位器：可以测量输出轴的位置量，属于整个伺服机构的反馈部分；
③：内部控制器：处理来自外部控制的信号，驱动电机以及处理反馈的位置信号，是整个伺服机构的核心；
④：电机：作为执行机构，输出多少转速，转矩，位置；
⑤：传动机构/舵机系统：该机构根据一定传动比，将电机输出的行程缩放到 终输出的角度上；
内部解剖图
因此舵机是伺服电机的一种，整体电机就是一个闭环系统，输入相应的信号，就能控制舵机输出对应的位置量；
伺服控制
通过向舵机的信号信号线发送PWM信号来控制舵机的输出量；
上一篇文章有介绍过PWM，一般来说，PWM的周期以及占空比，我们是可控的，所以PWM脉冲的占空比直接决定了输出轴的位置。
下面举个例子；
当我们向舵机发送脉冲宽度为1.5毫秒（ms）的信号时，舵机的输出轴将移至中间位置（90度）；
脉冲宽度为1ms时，舵机的输出轴将移至 小的位置（0度）；
脉冲宽度为2ms时，舵机的输出轴将移至 小的位置（180度）；
注意：不同类型和品牌的伺服电机之间 大位置和 小位置的角度可能会不同。许多伺服器仅旋转约170度（或者只有90度），但宽度为1.5 ms的伺服脉冲通常会将伺服设置为中间位置（通常是指定全范围的一半）；
具体可以参考下图；
转动角度与输入信号的关系
伺服电动机的周期通常为20毫秒，希望以50Hz的频率产生脉冲，但是许多伺服器在40至200 Hz的范围内都能正常工作。
硬件连接
舵机的硬件布线比较简单，我们只需要三条线：电源线，信号线，地线；
如果单个舵机的电流比较小，例如SG90这种舵机，在空闲的时候大约只消耗10mA的电流，在旋转的时候需要消耗100-250mA，因此，一般控制系统如果具备这样的输出能力，可以直接进行驱动；
如果舵机所需电流较大，则需要额外增加驱动电路，将数字控制端和功率端隔离开；
或者需要同时驱动多个舵机，可以使用PCA9685对多路PWM进行驱动；
舵机规格
下面是几款几款比较常见的舵机，我整理了一下它们的规格参数，在选型的时候，应该需要关注一下；
SG90
这款比较便宜，如下图所示；
SG90
技术指标
MG90S
MG90S
技术指标
MG996R
MG996R
技术指标
总结
本文简单介绍了舵机的基本结构和原理，以及如何通过PWM信号控制舵机，简单介绍了如何同时控制多个伺服电机， 后介绍了几款市面上比较常用的舵机。
责任编辑：xj
原文标题：小小舵机，大大玄机！
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.(编辑:吴川电工培训学校)
