2.3 Servo Motor

Servo motor伺服馬達在機械人中佔一個很重要的地位。Servo motor並不會像一般馬達那樣連續旋轉，而是會依指令在0度到180度的範圍內轉動或停止。

Servo motor整合了控制電路，控制馬達的角度，整個反饋控制迴路(feedback control loop)藉由電位器(potentiometer)，即可變電阻，量度馬達的輸出角度，控制電路讀取電阻值後，便會依此數值來調整馬達的運轉方向和轉速，從而令馬達保持在指令的角度。

Servo motor control

效果

Servo motor的角度會由0度累加至180度，再由180度累減至0度。如此循環。

接線圖

程式碼

​x
1
#include <Servo.h> 
2

3
Servo myservo;
4
byte angle;
5
byte step = 1;
6

7
void setup(){
8
    myservo.attach(9);
9
}
10

11
void loop(){
12
    angle += step;
13
    if(angle > 180 || angle < 0){
14
        step *= -1;
15
    }
16
    myservo.write(angle);
17
    delay(50);
18
}

說明

#include <Servo.h> : Servo是Arduino內建的library之一，但它不像Serial library已經包含在程式之中，需要另外呼叫Serial.h文件去令它運作。

Servo myservo; : 就是設定一個Servo物件，叫myservo。

byte angle; byte step = 1;

設定一個變數angle，再設定一個累加的步數，下面每一個loop()回圈，angle就會累加step的值。

myservo.attach(9); : 一開始需要告訴Arduino servo是接在那一腳位，現在是接在9腳。

angle += step; if(angle > 180 || angle < 0){ step *= -1; }

angle每一次loop()的循環都會累加step的數值。angle += step 即 angle = angle + step的簡寫。

如果angle大於180度或者angle少於0度，step = step * -1，所以如果angle大於180度，就變成 angle = angle - step，之後再累減到少於0度，又會變成angle = angle + step。

myservo.write(angle); : 就是寫入角度，Arduino的Servo library可以直接寫入角度，一般的servo motor，signal腳位控制角度的訊號是這樣的：

signal腳位收的訊號是PWM訊號，週期約20ms，pulse的寬度為1ms時，servo motor的角度為0度，pulse的寬度為1.5ms時，角度為90度，pulse寬2ms，角度為180度。

當然，每一個品牌的servo都會有少量的差異，有的可能是90度servo，有的可能出廠時最大只有0 - 160度，但一般都大同小異，如果需要微調，請參考這裡。

動動腦

1. 參考第一章的analogRead()，試用analogRead()讀取電位器的數值，用map()把0-1023的讀數重速縮放為0-180度，再控制servo的角度。

   

2. 參考上一章的digital input，當按下按鍵時，servo由原本的0度變成180度，當再按下時，由180度復原為0度，如此反復運作。

3. 把IR反射式sensor綁在servo之上，令其跟著servo如上面的例題般左右轉動，參考上一章的digital input，當IR反射式sensor搜尋到有物件阻擋時，停止servo轉動並在Serial監視器列印出servo當時的轉動角度。