mBlock & Arduino（9）舵機（Servo motor）控制

04-30

舵機（Servo motor）英文常簡稱 Servo，中文也有人稱伺服機，由控制電路、齒輪、直流馬達等組成，可使用〈mBlock & Arduino（4）利用 PWM 模擬類比訊號〉中談過的 PWM 技術來控制舵機轉動角度，像Plotclock就應用了三個舵機，以手臂在白板上繪製出目前的時間。

舵機控制原理

舵機的基本原理是接受 PWM 訊號，經由內部電路計算出轉動角度，根據我查到的資料來看，大多數舵機旋轉角度是 0 到 180 度，PWM 訊號的頻率必須是 50 Hz，控制舵機角度的脈衝持續時間約是 1.0 ms 到 2.0 ms，脈衝持續時間若為 1.0 ms 時角度為 0 度，1.2 ms 時角度為 45 度，1.5 ms 時角度為 90 度，2.0 ms 時角度為 180 度。

Plotclock 用的是Tower Pro 9g servos（SG90 digital servo），為三線式舵機，紅線接電源，棕色的線接 GND，橘色線為信號線：

在 Fritzing 中，是以紅色線接電源，黑色線接地，黃色為信號線作代表，你可以如下連接線路：

如果直接使用 Arduino 官方語言，可以使用delayMicroseconds函式來控制脈衝寬度，不過 mBlock 中只有「等待」方塊，沒辦法達到這麼短的時間控制，然而，mBlock 中有個「設置舵機腳位…」的方塊，可以直接指定舵機轉動角度，例如，以下的程式，可以一秒為間隔，不斷轉動舵機為 0、45、90、135 與 180 度：

雖然使用了 PWM 信號來控制舵機轉動，不過，這不表示要使用 Arduino 的 PWM 腳位，只不過根據Servo library的說明，除了 Arduino Mega 之外，如果使用了 Arduino 的 Servo 程式庫，D9 與 D10 腳位的 PWM 功能就會被停用，因此，通常會把舵機的信號線接在 D9 或 D10 腳位，實際測試 mBlock 的「設置舵機腳位…」方塊時，也是如此。

有指針的亮度感應器

在〈mBlock & Arduino（8）光敏電阻、亮度感應器與光線追蹤器〉中，我們使用光敏電阻製作了簡單的亮度感應器，你可以加上舵機，配合 SG90 的手臂，作個有指針的亮度感應器，你可以如下拉設電路：

實際測試我手中的光敏電阻，完全蓋住它的話，類比輸入腳位約可量得 400 左右的值，以手電筒直接照射下，約為 1000 出頭的值，因此暫且定義全暗為 400，全亮為 1000，這個範圍要轉動舵機 0 到 180 度，因此，每個類比輸入量得的值減去 400，再乘上 0.3，就是打算轉動的角度：

因為我們讀取指針的習慣，多半是順時針方向是越來越大，這正好與舵機的角度計算方向相反，所以使用 180 減去算出來的角度，就可以改為順時針指示亮度大小。

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caterpillar：目前為自由工作者，喜好研究程式語言、框架、社群，從中學習設計、典範及文化。閑暇之餘記錄所學，技術文件涵蓋 C/C++, Java, Ruby/Rails, Python, JavaScript, Haskell 等多個領域，出版電子書 Java SE 6 技術手冊、Java Lambda Tutorial、Java Tutorial、Python Tutorial、Essential JavaScript、Haskell Tutorial。

整理：寧波家電物聯網雲平台，中科極動雲

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