混跡DIY界必備:舵機(jī)知識(shí)全面解析

舵機(jī)又稱伺服電機(jī)；作為小型機(jī)器人身上最常用的動(dòng)作元件，如果連舵機(jī)知識(shí)都不懂你又怎么混跡DIY界呢？

1???簡(jiǎn)介

舵機(jī)控制的機(jī)器人

● 我猜你肯定在機(jī)器人和電動(dòng)玩具中見(jiàn)到過(guò)這個(gè)小東西，至少也聽(tīng)到過(guò)它轉(zhuǎn)起來(lái)時(shí)那與眾不同的“吱吱吱”的叫聲。對(duì)，它就是遙控舵機(jī)，常用在機(jī)器人技術(shù)、電影效果制作和木偶控制當(dāng)中，不過(guò)讓人大跌眼鏡的是，它竟是為控制玩具汽車和飛機(jī)才設(shè)計(jì)的。

● 舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)不像普通電機(jī)那樣只是古板的轉(zhuǎn)圈圈，它可以根據(jù)你的指令旋轉(zhuǎn)到0至180度之間的任意角度然后精準(zhǔn)的停下來(lái)。如果你想讓某個(gè)東西按你的想法運(yùn)動(dòng)，舵機(jī)可是個(gè)不錯(cuò)的選擇，它控制方便、最易實(shí)現(xiàn)，而且種類繁多，總能有一款適合你呦。

● 用不著太復(fù)雜的改動(dòng)，舵機(jī)就可搖身一變成為一個(gè)高性能的、數(shù)字控制的、并且可調(diào)速的齒輪電機(jī)。在這篇文章中，我會(huì)介紹舵機(jī)使用的的一些基礎(chǔ)知識(shí)以及怎樣制作一個(gè)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)舵機(jī)。

2???舵機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理

A.標(biāo)準(zhǔn)舵機(jī)圖解

● 遙控舵機(jī)（或簡(jiǎn)稱舵機(jī)）是個(gè)糅合了多項(xiàng)技術(shù)的科技結(jié)晶體，它由直流電機(jī)、減速齒輪組、傳感器和控制電路組成，是一套自動(dòng)控制裝置，神馬叫自動(dòng)控制呢？所謂自動(dòng)控制就是用一個(gè)閉環(huán)反饋控制回路不斷校正輸出的偏差，使系統(tǒng)的輸出保持恒定。我們?cè)谏钪谐Ｒ?jiàn)的恒溫加熱系統(tǒng)就是自動(dòng)控制裝置的一個(gè)范例，其利用溫度傳感器檢測(cè)溫度，將溫度作為反饋量，利用加熱元件提輸出，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，加熱器啟動(dòng)，溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，加熱器關(guān)閉，這樣不就使溫度始終保持恒定了嗎。

B.閉環(huán)反饋控制

● 對(duì)于舵機(jī)而言呢，位置檢測(cè)器是它的輸入傳感器，舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置一變，位置檢測(cè)器的電阻值就會(huì)跟著變。通過(guò)控制電路讀取該電阻值的大小，就能根據(jù)阻值適當(dāng)調(diào)整電機(jī)的速度和方向，使電機(jī)向指定角度旋轉(zhuǎn)。圖A顯示的是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)舵機(jī)的部件分解圖。圖B顯示的是舵機(jī)閉環(huán)反饋控制的工作過(guò)程。

3???選擇舵機(jī)

C.大扭力/微型/標(biāo)準(zhǔn)舵機(jī)

● 舵機(jī)的形狀和大小多到讓人眼花繚亂，但大致可以如圖C所示分類。最右邊身材不錯(cuò)的是常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)舵機(jī)，中間兩個(gè)小不點(diǎn)是體積最小的微型舵機(jī)，左邊的魁梧的那個(gè)是體積最大的大扭力舵機(jī)。它們都是同樣的三線控制，因此你可以根據(jù)需求換個(gè)大個(gè)的或小個(gè)的。

● 除了大小和重量，舵機(jī)還有兩個(gè)主要的性能指標(biāo)：扭力和轉(zhuǎn)速，這兩個(gè)指標(biāo)由齒輪組和電機(jī)所決定。扭力，通俗講就是舵機(jī)有多大的勁兒。在5V的電壓下，標(biāo)準(zhǔn)舵機(jī)的扭力是5.5千克/厘米（75盎司/英寸），轉(zhuǎn)速很容易理解，就是指從一個(gè)位置轉(zhuǎn)到另一個(gè)位置要多長(zhǎng)時(shí)間。在5V電壓下，舵機(jī)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)度是0.2秒移動(dòng)60度?？傊?，和我們?nèi)艘粯樱鏅C(jī)的個(gè)子越大，轉(zhuǎn)的就越慢但也越有勁兒。

● 趕快想好你要做的東西，讓我們開(kāi)始動(dòng)手吧。確定做什么之后，選擇哪種大小的舵機(jī)（標(biāo)準(zhǔn)型、微型、絞盤型）就是小case了，你可以紳士般的從中選個(gè)最便宜的。在這個(gè)項(xiàng)目中，我選的就是微型系列的HexTronik公司生產(chǎn)的HXT500型舵機(jī)，額定數(shù)值是扭力0.8千克，轉(zhuǎn)速0.10秒，只花不到4美元就搞定了。