【工欲善其事】將舵機改造為連續旋轉電機

舵機原理與應用

舵機在機器人領域是一類應用廣泛的器件，最常見的舵機的旋轉角度略大於 180°。舵機的本質是一個電機加上齒輪組，再加上反饋器件（通常是電位器），組成了一個負反饋系統，從而實現較為精確的角度控制。

常見舵機的控制信號是一個高電平脈寬為 1ms - 2ms 的 50Hz PWM 信號。當高電平脈寬為 1ms 時，舵機打到左滿舵（0°）；當高電平脈寬為 2ms 時，舵機打到右滿舵（180°）；高電平脈寬與舵機的角度成正比。

改造舵機

某些情況下，我們需要用到連續旋轉的電機，手頭又找不到合適大小的電機。那麼這時候，我們可以考慮將手頭的舵機改造為連續旋轉的電機。任何一個舵機都可以改造為雙向可調速的直流電機，本文僅以 9g 小舵機為例，其他類型舵機的改造方式也是大同小異。

當然，如果你的舵機本身就可以連續旋轉，那就沒有這個必要了。

下圖是一個常見的 9g 小舵機。

將其拆解之後，可以看到內部的零件組成，有電機、齒輪組、控制電路，等。

①用美工刀將齒輪的限位凸起切除。

②將電位器的反饋線焊掉，用兩個 10k 的定值電阻取代原來的電位計。

③用手鑽或美工刀將電位計的限位去除。這一步可能比較不好操作，需要細心。

改造完成。

改造原理

上述步驟的主要作用有兩個：

①將舵機內部的機械限位去除。

②將反饋端的電壓值固定，欺騙控制電路。

當反饋端的電壓被固定之後，控制信號生成的電壓將被直接和一個固定電壓差分放大，生成電機的控制電壓，從而控制電機轉速。如果兩個定值電阻的阻值完全一致，那麼在 90° 的控制信號下，舵機將保持不動；在 0° 的控制信號下舵機將全速反轉；在 180° 的控制信號下舵機將全速正轉。這樣，我們就得到了一個可雙向調速的直流電機，而且可以直接使用舵機的庫來控制，也不需要額外的驅動晶元。

而實際情況下，兩個定值電阻的阻值可能會略有差異，需要我們仔細地調節「不動點」，多半是在 90° 控制信號左右，不會偏差太大。

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