Arduino第11課伺服馬達(舵機)

伺服馬達：又稱為舵機，可以依照指示角度做轉動的馬達。

一般伺服馬達有三條線，電源（紅色）、接地（黑或棕色）、訊號線（白、黃、橘、藍….）。透過訊號線傳送PWM脈波來控制軸柄的停止位置旋轉角度，只要一個指令就可以控制了。

若想使用超過兩個以上的伺服馬達，要以另外的電源供電，而且要記得共同接地。

一、控制伺服馬達轉動

將伺服馬達的三條線，電源（紅色）接5V、接地（黑或棕色）接GND、訊號線（白色）接數位腳D12。

注意：

因為伺服馬達需要較大的供電，如果已經連線後，直接插上去時有可能會造成程式連接中斷，如果接上後程式沒有反應，請關掉WFduino APP重新再啟動連接；或是在5V和GND之間接上470uF以上的電容試試看。

圖片來源：
https://learn.adafruit.com/adafruit-arduino-lesson-14-servo-motors/if-the-servo-misbehaves

1.轉動伺服馬達

使用 [ 伺服馬達為腳位(…)轉動角度為(…)度]  的指令積木來控制馬達的轉動角度。

改變角度數字就可以改變伺服馬的轉動角度。

程式下載：伺服馬達.sb2

2.讓伺服馬達慢慢從0度轉到180度，再轉回0度，重複轉動。

使用 [ 伺服馬達為腳位(…)轉動角度為(…)度]  的指令積木來控制馬達的轉動角度。

製做一個[角度]變數，使用[重複 …次] (迴圈) 來讓程式變的簡短一點

加上[等待0.5秒]，讓馬達有時間去轉動。

程式下載： 伺服馬達.sb2

二、使用鍵盤按鍵來控制轉動角度

注意：

記得先檢查[輸入法]是否為[英]，當輸入法不對時，鍵盤按鍵對應的值是錯的，無法正確反應動作。

按下鍵盤上的[空白鍵]讓伺服馬達轉動到0度，[向左鍵]讓伺服馬達轉動到90度，[向右鍵]讓伺服馬達轉動到180度。
[向上鍵]讓伺服馬達轉動角度增加5度，[向下鍵]讓伺服馬達轉動角度減少5度。

程式下載：鍵盤控制轉動.sb2

延伸：

1.利用拉霸(變數)控制伺服馬達

先做一個[角度]變數，在舞台區會顯示變數的圖案，在圖案上用滑鼠左鍵點一下，就會變成只有數值，在圖案上再點一下滑鼠左鍵，就會出現有[拉霸]小點的圖形。

用滑鼠左鍵拖曳小點往左右滑動，就可以改變變數大小，也就是改變輸出值的大小。

這樣就可以拉霸來控制伺服馬達的轉動角度。

程式下載：拉霸控制伺服馬達.sb2

2.調整成可以控制到最大的180度

[拉霸]小點的圖形，內定最大就是100度，如何可以讓轉動角度達到最大的180度呢？

動動腦想想看吧！

增加一個變數，將拉動的變數除以100再乘以180，就可以將拉動的值轉換成最大到180度了。

程式下載：拉霸控制伺服馬達180.sb2

三、用按鍵控制轉動角度

選擇上面的伺服馬達線路，再設置兩個按鍵線路(請參考第八課(按鍵))

A按鍵讓伺服馬達轉動角度會增加1度，B按鍵讓伺服馬達轉動角度會減少1度。

程式設計請參考上面和第八課(按鍵)

四、可變電阻控制伺服馬達轉動

因為程式修正，以後用到[讀取類比腳位A0]積木時，請在[當綠旗被點一下]積木下方增加[腳位A0模式設為INPUT]積木。

可變電阻改變時類比腳A0讀到的值也會改變。

輸入的電壓是0到5V，A0讀到的數值範圍為0到1023， 伺服馬達的轉動角度為0到180度，顯示時需要做公式轉換。

程式中有一個說的指令，可以讓我們看到輸出的角度。

設置伺服馬達的輸出角度為轉換結果。

程式下載：可變電阻轉動馬達1.sb2

上面程式執行時發現太過靈敏，會有抖動現象。

程式修正如下：

在程式中多加一個 [ 將轉換結果四捨五入 ] 的指令，可以改善此情形。

程式下載：可變電阻轉動馬達2.sb2

延伸：

將伺服馬達裝到機械手臂上，就可以操控手臂的動作了。

五、光敏電阻控制轉動角度

將上面可變電阻控制伺服馬達的線路中，可變電阻更換成光敏電阻感應線路(請參考第十課(光敏電阻))

伺服馬達的角度隨著光強度而改變，當光強度最大時，伺服馬達轉動到180度，光強度最小時伺服馬達轉動到0度。

程式設計請參考上面和第十課(光敏電阻)

延伸：

1.伺服馬達連接大門，平常門關起來，當有人靠近時，遮住光敏電阻的光，啟動伺服馬達打開門。

2.模擬停車場柵欄機，感應升起柵欄。

六、創作：

結合前面的零件組合創作。

七、步步高升

使用[伺服馬達]代替手的動作，讓小雞一步一步往上走。

重複讓伺服馬達移動壓下玩具的按鍵。

程式下載：步步高升.sb2

延伸：

加上其他感測器，當發生其他狀況時，再啟動玩具動作。

例如：當有人靠近時才啟動，沒人時就停止。

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參考資料：

http://www.makezine.com.tw/make2599131456/understanding-types-of-servo-motors-and-how-they-work

你知道180度舵機與360度舵機有什麼區別嗎？

360度舵機與一般舵機的區別是：給一般舵機一個PWM信號，舵機會轉到一個特定角度，而給360度舵機一個PWM信號，舵機會以一個特定的速度轉動，類似與電機。但與電機不同的是，360舵機是閉環控制，速度控制穩定。

原文網址：https://kknews.cc/news/rlb39lo.html 

【10個伺服馬達冷知識&原理大解析】SG90都是仿冒品、設定0度會把馬達燒壞、金屬齒輪沒有比較好，詳細講解伺服馬達工作原理，伺服馬達的冷知識

https://youtu.be/Yxp7e67_g5I