舵機(jī)控制(讀書)

1、由于rocky于SunMay18200312:59pm向本人提出希望了解有關(guān)舵機(jī)的知識(shí)，現(xiàn)將本人在航空模型運(yùn)動(dòng)中和機(jī)器人制作中積累的一點(diǎn)點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)寫出來，奉獻(xiàn)給大家，希望本文能起到拋磚引玉的作用。但由于時(shí)間倉促，難免有不正確的地方，熱情歡迎大家批評(píng)指教。1、概述舵機(jī)最早出現(xiàn)在航模運(yùn)動(dòng)中。在航空模型中，飛行機(jī)的飛行姿態(tài)是通過調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)和各個(gè)控制舵面來實(shí)現(xiàn)的。舉個(gè)簡單的四通飛機(jī)來說，飛機(jī)上有以下幾個(gè)地方需要控制：1.發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的

2、拉力（或推力）；2.副翼舵面（安裝在飛機(jī)機(jī)翼后緣），用來控制飛機(jī)的橫滾運(yùn)動(dòng)；3.水平尾舵面，用來控制飛機(jī)的俯仰角；4.垂直尾舵面，用來控制飛機(jī)的偏航角；遙控器有四個(gè)通道，分別對(duì)應(yīng)四個(gè)舵機(jī)，而舵機(jī)又通過連桿等傳動(dòng)元件帶動(dòng)舵面的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。舵機(jī)因此得名：控制舵面的伺服電機(jī)。不僅在航模飛機(jī)中，在其他的模型運(yùn)動(dòng)中都可以看到它的應(yīng)用：船模上用來控制尾舵，車模中用來轉(zhuǎn)向等等。由此可見，凡是需要操作性動(dòng)作時(shí)都可以用舵機(jī)來實(shí)現(xiàn)。2、結(jié)

3、構(gòu)和控制一般來講，舵機(jī)主要由以下幾個(gè)部分組成，舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計(jì)5k、直流電機(jī)、控制電路板等。工作原理：控制電路板接受來自信號(hào)線的控制信號(hào)（具體信號(hào)待會(huì)再講），控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)一系列齒輪組，減速后傳動(dòng)至輸出舵盤。舵機(jī)的輸出軸和位置反饋電位計(jì)是相連的，舵盤轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)位置反饋電位計(jì)，電位計(jì)將輸出一個(gè)電壓信號(hào)到控制電路板，進(jìn)行反饋，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度，從而達(dá)到目標(biāo)停止。舵機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是

4、這樣，但實(shí)現(xiàn)起來有很多種。例如電機(jī)就有有刷和無刷之分，齒輪有塑料和金屬之分，輸出軸有滑動(dòng)和滾動(dòng)之分，殼體有塑料和鋁合金之分，速度有快速和慢速之分，體積有大中小三種之分等等，組合不同，價(jià)格也千差萬別。例如，其中小舵機(jī)一般稱作微舵，同種材料的條件下是中型的一倍多，金屬齒輪是塑料齒輪的一倍多。需要根據(jù)需要選用不同類型。舵機(jī)的輸入線共有三條，紅色中間，是電源線，一邊黑色的是地線，這輛根線給舵機(jī)提供最基本的能源保證，主要是電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)消耗。電源有兩

5、種規(guī)格，一是4.8V，一是6.0V，分別對(duì)應(yīng)不同的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)，即輸出力矩不同，6.0V對(duì)應(yīng)的要大一些，具體看應(yīng)用條件；另外一根線是控制信號(hào)線，F(xiàn)utaba的一般為白色，JR的一般為桔黃色。另外要注意一點(diǎn)，SANWA的某些型號(hào)的舵機(jī)引線電源線在邊上而不是中間，需要辨認(rèn)。但記住紅色為電源，黑色為地線，一般不會(huì)搞錯(cuò)。舵機(jī)的控制信號(hào)為周期是20ms的脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)？，其中脈沖寬度從0.5ms2.5ms，相對(duì)應(yīng)舵盤的位置為0－180度，呈線

6、性變化。也就是說，給它提供一定的脈寬，它的輸出軸就會(huì)保持在一個(gè)相對(duì)應(yīng)的角度上，無論外界轉(zhuǎn)矩怎樣改變，直到給它提供一個(gè)另外寬度的脈沖信號(hào)，它才會(huì)改變輸出角度到新的對(duì)應(yīng)的位置上。舵機(jī)內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期20ms，寬度1.5ms的基準(zhǔn)信號(hào)，有一個(gè)比較器，將外加信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)相比較，判斷出方向和大小，從而產(chǎn)生電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)。由此可見，舵機(jī)是一種位置伺服的驅(qū)動(dòng)器，轉(zhuǎn)動(dòng)范圍不能超過180度，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的驅(qū)動(dòng)當(dāng)中。比

7、方說機(jī)器人的關(guān)節(jié)、飛機(jī)的舵面等。常見的舵機(jī)廠家有：日本的Futaba、JR、SANWA等，國產(chǎn)的有北京的新幻想、吉林的振華等?，F(xiàn)舉FutabaS3003來介紹相關(guān)參數(shù)，以供大家設(shè)計(jì)時(shí)選用。之所以用3003是因?yàn)檫@以下兩個(gè)函數(shù)為定時(shí)器中斷函數(shù)定時(shí)器1，控制舵機(jī)1，輸出引腳為P12，可自定義voidtimer0(void)interrupt1using1p12=!p12輸出取反c=20000c20000代表20ms，為一個(gè)周期的時(shí)間TH0=

8、(c256)TL0=(c%256)重新定義計(jì)數(shù)初值if(c=500elsed=20000b主程序voidmain(void)TMOD=0x11設(shè)初值p12=1p13=1a=1500b=1500數(shù)值1500即對(duì)應(yīng)1.5ms，為舵機(jī)的中間90度的位置c=ad=bTH0=(a256)TL0=(a%256)TH1=(b256)TL1=(b%256)設(shè)定定時(shí)器初始計(jì)數(shù)值EA=1ET0=1TR0=1EX0=1EX1=1ET1=1TR1=1PX0=0