1、動手玩轉動手玩轉ArduinoArduino( (四四) )運動控制（直流電機運動控制（直流電機/ /步進電機步進電機/ /舵機）舵機）Arduino北京俱樂部直流電機直流電機 將電能轉換為機械能的一種裝置 兩個電源接頭 在適當?shù)碾妷合陆o予足夠的電流時將連續(xù)旋轉，旋轉方向由電流方向決定 普通直流電機轉速高力矩小，適用于對力矩要求小的場合直流減速電機直流減速電機 直流減速電機（齒輪減速電機）是在普通直流電機的基礎上，加上配套齒輪減速箱。 齒輪減速箱可以提供較低的轉速和較大的力矩，不同的減速比可以提供不同的轉速和力矩常用參數(shù)常用參數(shù)工作電壓（額定電壓） 驅(qū)動電機推薦使用的電壓 高于或者低于工作電壓

2、時電機也能工作 實際電壓 額定電壓，會影響電機的壽命工作電流 電機工作電流越大，輸出功率越大 空載運行時，電機的電流最小（空載電流） 負載增大到使電機停止轉動時（堵轉電流）轉矩 電機的轉動力轉速 每分鐘旋轉的圈數(shù)（轉/分，RPM）注意！注意！ 電機屬于大電流設備，無法用Arduino引腳直接控制 區(qū)別于LED 電機電壓高于Arduino的工作電壓，注意隔離和接線 出錯可能導致Arduino燒毀 電機在不通電的情況下旋轉將產(chǎn)生逆電流（逆電壓） 發(fā)電機的工作原理 逆電流的方向與電機工作電流的方向相反 逆電流會造成電子設備的損壞動手動手 觀察逆電壓手工發(fā)電機基本控制電路基本控制電路 用三極管或者MO

3、S管驅(qū)動電機動手動手 用Arduino控制電機的轉動代碼代碼 與LED燈控制代碼相同電機速度控制電機速度控制 復習PWM 高速地開關三極管來實現(xiàn)對電機的控制 占空比（打開時間:關閉時間）決定了輸出給電機的能量份額 Arduino的analogWrite函數(shù)用來產(chǎn)生PWM信號動手動手 用Arduino控制電機轉動的速度 如何讓速度變化更容易觀察到？H H橋式驅(qū)動電路橋式驅(qū)動電路 4個三極管控制一個直流電機 只讓對角線上的一對三極管導通 否則會短路，燒壞三極管 能同時控制速度和方向電機驅(qū)動芯片電機驅(qū)動芯片L293DL293D 包含兩個H橋式驅(qū)動電路，可以用來驅(qū)動兩個直流電機電機電機使能引腳使能引腳

4、方向方向A A方向方向B B電機電源電機電源Arduino 5VArduino 5V電機電源和電機電源和Arduino Arduino 需要共地需要共地! !ArduinoArduino控制控制L293DL293D 速度控制 使用Arduino模擬輸出引腳 將產(chǎn)生的PWM信號連接到L293D的使能引腳 方向控制 使用Arduino的數(shù)字輸出引腳 將產(chǎn)生的數(shù)字信號連接到L293D的A、B兩個方向引腳 正轉：A為高，B為低 反轉：A為低，B為高 制動：A、B同時為高或者低動手動手 用L293D控制電機ArduinoArduino電機驅(qū)動擴展板電機驅(qū)動擴展板 基于L298N，工作原理與L293D一樣

5、 提供更大工作電流，可以驅(qū)動大的直線電機 逆電壓消除電路步進電機步進電機 一種可以精確控制的交流電機 由驅(qū)動脈沖控制，每個脈沖讓電機前進一個固定的角度（步進角） 電機速度由單位時間內(nèi)脈沖的個數(shù)決定（脈沖頻率） 功率小，負載能力低，控制相對復雜雙極性步進電機雙極性步進電機 每個線圈都可以兩個方向通電 四根引線，每個線圈兩條 使用數(shù)字萬用表確定線圈分組 某兩根引線之間能夠測量到阻值就屬于一組 雙極性步進電機的步距通常是1.8 轉一圈需要200步工作原理工作原理步進電機驅(qū)動器步進電機驅(qū)動器 需要不斷改變線圈中電流的方向 通過H橋式驅(qū)動電路完成 步進電機驅(qū)動模塊EasyDriver 方向方向步進脈沖步

6、進脈沖地地電機電源電機電源地地線圈線圈A A線圈線圈B B電機電源和電機電源和Arduino Arduino 需要共地需要共地! !ArduinoArduino控制控制EasyDriverEasyDriver 方向控制 使用Arduino的數(shù)字輸出引腳 速度控制 使用Arduino的數(shù)字輸出引腳 產(chǎn)生脈沖信號動手動手 用EasyDriver驅(qū)動雙極性步進電機升降速曲線升降速曲線 步進電機在拖動負載高速移動一定距離并精確定位時一般來說都應包括五個階段 啟動 加速 高速運行（勻速） 減速 停止 不同階段的脈沖頻率應不同舵機舵機 舵機也叫伺服電機（Servo），工作電壓一般4.6 7.2V 由直流電

7、機、減速齒輪組、傳感器和控制電路組成 主要應用在定位控制上舵機接口舵機接口 標準三線接口標準三線接口 電源線電源線 地線地線 控制線控制線控制信號控制信號 舵機的控制信號也是一種PWM信號 脈沖周期20毫秒 脈沖高電平持續(xù)1毫秒（1000微秒）到2毫秒（2000微秒） 用來控制的脈沖信號必須持續(xù)產(chǎn)生，否則很難穩(wěn)定注意！注意！ 舵機對控制脈沖高電平的寬度非常敏感 抖動：控制信號每個脈沖的高電平寬度不穩(wěn)定 兩個控制脈沖的間隔時間不太敏感 只要在可以接受的范圍內(nèi)都可以（14ms到20ms） 只有機械約束，沒有電路約束 控制脈沖寬度大于920us或者2120us，對電機壽命會有影響 驅(qū)動電機到達物理上不可能到達的位置 千萬不能接反電源 大部分舵機都可能會燒毀 通過實驗來找出電機的運動范圍 大部分舵機的運動區(qū)間都在150度左右ArduinoArduino如何控制舵機如何控制舵機 Servo庫 servo.attach(pin) 在指定的引腳上連接舵機 servo.write(a