伺服电机是一种具有输出轴的小型设备。 通过向伺服器发送编码信号，该轴可以定位在特定的角位置。 只要编码信号存在于输入线上，伺服将保持轴的角位置。 如果编码信号改变，则轴的角位置改变。 实际上，伺服系统用于无线电控制的飞机中，以定位诸如电梯和方向舵的控制表面。 它们还用于无线电控制的汽车，木偶，当然还有机器人。
伺服在机器人中非常有用。 电机体积小，内置控制电路，尺寸非常大。 标准伺服系统如Futaba S-148具有42盎司/英寸的扭矩，这对于其尺寸是坚固的。 它还汲取与机械负载成比例的功率。 因此，轻负载伺服不消耗很多能量。
伺服电机的内胆如下图所示。 您可以看到控制电路，电机，一组齿轮和外壳。 您还可以看到连接到外部世界的3根电线。 一个是电源(+ 5伏)，接地，白线是控制线。
伺服电机的工作
伺服电机具有一些控制电路和连接到输出轴的电位计(可变电阻器，也称为罐)。 在上图中，锅可以在电路板的右侧看到。 该电位器允许控制电路监视伺服电动机的当前角度。
如果轴处于正确的角度，则电机关闭。 如果电路发现角度不正确，它会转动电机，直到它处于所需的角度。 伺服的输出轴能够在大约180度的地方移动。 通常，它在210度范围内的某个地方，然而，它取决于制造商而变化。 正常伺服用于控制0至180度的角运动。 由于设置在主输出齿轮上的机械停止，它不能进一步转动。
施加到电机的功率与其需要行进的距离成比例。 因此，如果轴需要转动较大的距离，电机将以全速运行。 如果需要转动很小的量，电机将以较慢的速度运行。 这称为比例控制。
如何沟通伺服应该转动的角度？
控制线用于传达角度。 该角度由施加到控制线的脉冲的持续时间确定。 这称为脉冲编码调制。 伺服期望每20毫秒(0.02秒)看到一个脉冲。 脉冲的长度将决定电机转动的距离。 例如，1.5毫秒脉冲将使电机转到90度位置(通常称为中性位置)。 如果脉冲短于1.5毫秒，则电机将轴转到更接近0度。 如果脉冲长于1.5毫秒，则轴接近180度。
必需的组件
您将需要以下组件 -
1 × Arduino UNO 板
1 × 伺服电机
1 × ULN2003驱动IC
1 × 10KΩ电阻
程序
按照电路图进行连接，如下图所示。
草图
在计算机上打开Arduino IDE软件。 在Arduino语言编码将控制你的电路。 通过单击新建打开一个新的草图文件。
Arduino代码
/* Controlling a servo position using a potentiometer (variable resistor) */
#include <Servo.h>
Servo myservo; // create servo object to control a servo
int potpin = 0; // analog pin used to connect the potentiometer
int val; // variable to read the value from the analog pin
void setup() {
myservo.attach(9); // attaches the servo on pin 9 to the servo object
}
void loop() {
val = analogRead(potpin);
// reads the value of the potentiometer (value between 0 and 1023)
val = map(val, 0, 1023, 0, 180);
// scale it to use it with the servo (value between 0 and 180)
myservo.write(val); // sets the servo position according to the scaled value
delay(15);
}代码说明
伺服电机有三个端子 - 电源，接地和信号。 电源线通常为红色，应连接到Arduino上的5V引脚。 接地线通常为黑色或棕色，应连接到ULN2003 IC(10 -16)的一个端子。 为了保护您的Arduino板不受损坏，你将需要一些驱动IC。 这里我们使用ULN2003 IC来驱动伺服电机。 信号引脚通常为黄色或橙色，应连接到Arduino引脚号9。
连接电位计
分压器/分压器是串联电路中的电阻器，其将输出电压缩放到施加的输入电压的特定比率。 下面是电路图 -
Vout 是输出电位，其取决于施加的输入电压(Vin)和电阻器(R1和R2) )。 这意味着流过R1的电流也将流过R 2而不被分流。 在上述等式中，随着R的值改变，Vout相对于输入电压Vin而相应地缩放。
通常，电位计是分压器，其可以基于使用旋钮缩放的可变电阻器的值来缩放电路的输出电压。 它有三个引脚:GND，信号和+ 5V如下图所示 -
结果
通过更改锅的NOP位置，伺服电机将改变其角度。