如何使用Arduino Uno开发板控制伺服电机（SG90）

风筝

通常，伺服电机由四部分组成：常见的直流电机、一组齿轮、一个电位器和控制电路。其中，电位器用作位置传感器。这样，就可以实现非常精确地控制伺服电机。特别是，可以将命令发送到伺服电机，以使伺服电机的轴旋转到特定位置。但是，这些伺服电机的缺点是旋转范围受到限制（例如在0至180度之间）。尽管有缺点，如果项目需要具有精确控制和得知其当前位置的电机，则伺服电机非常有用。

SG90是可旋转约180°的伺服电机。而且，它非常小巧轻巧（重量：9g；尺寸：22.2 x 11.8 x 31毫米）。在本篇文章中，我们将主要介绍如何控制SG90伺服电机。为了控制电动机，使用了所谓的旋转角度传感器模块。该模块只不过是一个带旋钮的常规电位器。因此，几乎任何电位器上都可以简单地替换它，此处仅出于方便的原因而使用。

所需的材料清单：

–  Arduino Uno开发板

–  跳线

–  迷你面包板

–  旋转角度传感器

–  电位计（替代旋转角度传感器）

–  SG90伺服电机

伺服电机SG90与Arduino Uno的连接：

首先，我们将SG90伺服电机连接到Arduino Uno。伺服和旋转角度传感器都需要供电。由于Arduino Uno只有一个5V引脚，因此我们使用面包板分割5V信号。 Arduino的5V引脚连接到面包板上。然后，将伺服电机的红线连接到试验板。接下来，需要将SG90的棕色线连接到Arduino的其中一个GND引脚。为了控制SG90伺服电机，必须通过黄线发送PWM信号（脉冲宽度调制）。在本文中，将使用Arduino的数字引脚9，因此将该引脚连接到SG90的黄色引脚。

接下来，我们将旋转角度传感器连接到Arduino。传感器的左侧引脚是GND，将其连接到Arduino的其中一个GND引脚。中间的引脚是VCC，将其连接到面包板上的5V信号。最后，传感器的SIG引脚连接到Arduino的其中一个模拟输入引脚。本文使用的是模拟引脚A0。如果使用电位器代替旋转角度传感器：通常，电位器的外部引脚必须连接到电源（Arduino的GND和5V引脚）。中间的引脚是信号引脚，它对应于传感器的SIG引脚，并且必须连接到模拟输入引脚（例如A0）。

示例源代码：

幸运的是，Arduino IDE已经内置了伺服电机库。为了使用该库，我们需要包含其头文件。接下来，我们定义两个引脚：用于伺服电机的数字引脚9和用于旋转角度传感器（或电位器）的模拟引脚A0。然后，创建一个伺服电机对象，该对象将用于控制伺服电机。随后，定义了两个变量。第一个用于存储从传感器/电位器获取的值。第二个变量是将发送到伺服电机的旋转值。

在setup函数中，我们将数字引脚9附加到伺服对象上。现在已完全初始化了伺服对象，并准备控制伺服电机。

在loop函数中，我们读取旋转角度传感器旋钮的模拟值（或电位器的值）。由于Arduino的模数转换器会将电压映射到0到1023之间的值，因此我们必须将这些值重新映射到伺服电机支持的旋转角度值。由于SG90支持大约180°，因此我们将值映射为5和175之间的值。根据经验，如果使用整个180°范围，SG90会工作不正常。因此，为了避免损坏伺服电机，我们减去了10°。调用映射函数后，结果值将用于使伺服器旋转其轴。在loop函数结束时，我们添加了20ms的延迟，以使伺服器有一些时间转动轴。

1. #include "Servo.h"
   
2. #define PIN_SERVO 9
   
3. #define PIN_KNOB A0
   
4. Servo servo; // creates servo object to control the SG90 servo
   
5. int value_knob = 0; // will be used to store the value of the potentiometer/knob
   
6. int value_servo = 0; // will be used to control the servo => should be between 5 and 175 degrees
   
7. void setup()
   
8. {
   
9.   servo.attach(PIN_SERVO); // assigns pin 9 to the servo object
   
10. }
    
11. void loop()
    
12. {
    
13.   value_knob = analogRead(PIN_KNOB); // reads value of the knob/potentiometer. Return value will be between 0 and 1023.
    
14.   value_servo = map(value_knob, 0, 1023, 5, 175); // will map knob value range to servo value range
    
15.   servo.write(value_servo); // shaft of servo will start to rotate. value_servo is interpreted as an absolute position.
    
16.   delay(20); // give servo some time to rotate
    
17. }

复制代码

将程序传输到Arduino Uno之后，您应该能够旋转伺服电机的轴。