使用Arduino开发板控制多台伺服电机

风筝

使用Arduino开发板控制一台或两台伺服电机非常容易实现，但是如果我们想要控制多台伺服电机时，那该怎么做呢？

在本篇文章中，我们将向您介绍如何使用Arduino开发板控制多台伺服电机。将多台伺服电机连接到Arduino开发板看上去似乎很容易，但是如果我们将所有舵机连接到Arduino的电源引脚，那么就会因为缺乏足够的电流来驱动所有电机，从而导致它们无法正常工作。所以你必须采用独立的电源向电机供电，可以是电源适配器（5V/2A），也可以是优质的9V电池。

所需的材料

●    Arduino UNO开发板

●    伺服电机

●    电源

●    面包板

●    连接导线

电路原理图

使用Arduino控制多台伺服电机的电路图

什么是伺服电机？

在详细讨论之前，首先我们应该了解伺服电机。

伺服电机有不同的形状和尺寸。伺服电机主要有三根导线，一根是电源线，另一根是地线，最后一根是位置。 红线连接到电源，黑线连接到地，黄线连接到信号。

一个伺服电机包含直流电机、位置控制系统以及齿轮。根据信号引脚的PWM信号占空比，直流电机轴的位置由伺服电机的控制电路进行调整。

简单地说，控制电路通过控制直流电机来调整轴位置。轴位置相关的数据通过信号引脚发送。控制的位置数据应通过伺服电机的信号引脚以PWM信号的形式发送。

PWM（脉宽调制）信号的频率因伺服电机的类型而略有变化。这里重要的参数是PWM信号的占空比（DUTY RATIO）。根据占空比，控制电路调整轴的位置。

如下图所示，要想将轴移动到9点钟方向，开启的占空比必须是1 / 18，也就是18ms信号中1ms的ON时间和17ms的OFF时间。

要想将轴移动到12点钟方向，信号的ON时间必须为1.5ms，OFF时间应为16.5ms。伺服电机里面的控制系统解码该占空比，并根据此比例调整位置。这里的PWM是通过使用ARDUINO UNO生成的。

Arduino代码说明

在本文的末尾给出了用于控制多台伺服电机的完整Arduino代码。

Arduino IDE自带伺服电机库，它处理所有PWM相关的事情来旋转伺服电机，你只需要输入想旋转的角度，然后使用函数servo1.write(angle);将使伺服电机旋转到所需的角度。

因此，我们首先定义伺服电机库。

1. #include <Servo.h>

复制代码

在下面的代码中，我们分别将四台伺服电机初始化为Servo1、Servo2、Servo3和Servo4。

1. Servo servo1;
   
2. Servo servo2;
   
3. Servo servo3;
   
4. Servo servo4;

复制代码

然后，我们设置Arduino中所有伺服电机的输入引脚。如下面的代码所示，Servo1连接到Arduino的第3个引脚。您可以根据实际情况更改引脚编号，但请记住它应该是一个PWM引脚。使用Arduino的数字引脚控制伺服电机是不可靠的。

1. void setup() {
   
2.   servo1.attach(3);
   
3.   servo2.attach(5);
   
4.   servo3.attach(6);
   
5.   servo4.attach(9);
   
6. }

复制代码

现在，在void loop()函数中，我们将所有伺服电机从0度旋转到180度，然后从180度旋转到0度。下面代码中使用的延迟用于增大或降低伺服电机的旋转速度，因为它会影响变量'i'的增加或减少的速度。

1. void loop() {
   
2.   for (int i = 0; i < 180; i++) {
   
3.     servo1.write(i);            
   
4.     servo2.write(i);   
   
5.     servo3.write(i);
   
6.     servo4.write(i);        
   
7.     delay(10);                     
   
8.   }
   
9.   for (i = 180; i > 0; i--) {
   
10.     servo1.write(i);               
    
11.     servo2.write(i);   
    
12.     servo3.write(i);
    
13.     servo4.write(i);         
    
14.     delay(10);                     
    
15.   }
    
16. }

复制代码

工作过程

在使用一个Arduino开发板控制两台以上的伺服电机时，我们都面临着电流不足的问题。唯一的解决办法是连接一个外部电源，可以提供适量的电流额定值（本文中，我采用的是9V/2A电源）。您可以使用适配器、RPS（稳压电源设备）或优质的9V电池作为外部电源，甚至在某些情况下，您可以使用笔记本电脑的USB端口为小型伺服电机供电。要使用外部电源，您只需将Arduino的地与外部电源的地连在一起。

使用下面给出的Arduino代码对Arduino开发板进行编程，并按照电路图所示连接所有的伺服电机，并为电机提供适当的电源。这样，所有舵机都可以同时工作，没有任何中断。

代码

本文所使用的完整代码如下： main.txt (610 Bytes, 下载次数: 102)

2018-4-26 21:43 上传

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