pwm控制舵机转动角度程序_01 舵机旋转控制基础

从今天开始，我们将学习Python代码控制舵机专题。第一节课我们将学习舵机的旋转控制基础，探究180度舵机的图形化编程控制。

一、舵机

1、舵机简介

舵机也叫伺服电机，最早用于船舶上实现其转向功能，由于可以通过程序连续控制其转角，因而被广泛应用智能小车以实现转向以及机器人各类关节运动中，

2、舵机分类

舵机分为180度舵机和360度舵机。接下来以辉盛舵机为例。它有两款，其中辉盛S90舵机是180度舵机，而辉盛S90D舵机是360度舵机。

3、舵机接线图

将舵机连接到树莓派，我们使用的是18号口，将正、负和信号线连接到18号口的相应位置上去。为什么不能使用其他口呢，因为18号口是扩展板预留的PWM信号输出口。

二、PWM与占空比

PWM就是脉冲宽度调制的英文缩写，方波高电平时间跟周期的比例叫占空比。接下来，我们来观察下面的三幅方波图。

在第一幅图中，我们发现，在一个周期中有四分之一的高电平时间，有四分之三的低电平时间，也就是高电平的时间占周期的时间为四分之一，所以它的占空比为25%。

在第二幅图中，我们发现，在一个周期中有二分之一的高电平时间，有二分之一的低电平时间，也就是高电平的时间占周期的时间为二分之一，所以它的占空比为50%。

在第三幅图中，我们发现，在一个周期中有四分之三的高电平时间，有四分之一的低电平时间，也就是高电平的时间占周期的时间为四分之三，所以它的占空比为75%。

明白了占空比，我们的18号口就是一个能够改变输出信号(占空比)的端口。通过输出不同的信号(占空比)来改变舵机的旋转角度。既然舵机有180度舵，还有360度舵机，接下来，我们分别来探究如何通过改变占空比来控制舵机。

三、图形化编程探究180度舵机占空比与旋转角度

接下来，我们将以辉盛S90舵机(180度舵机)为例来探究，不同占空比带来的舵机的不同旋转角度。

下面的测试均以50Hz的信号为例，根据频率与周期的互为倒数的关系，我们很容易算出它的周期为0.02s，也就是20ms。

1、设置高电平时间为0.5ms

上面的程序中，我们使用了数值为500，在古德微图形化编程中，使用的是微秒这个单位，所以我们将0.5毫秒转化为500微秒。

2、设置高电平时间为0.5ms、1ms、1.5ms、2ms 、2.5ms

我们先创建一个叫做高电平时间的列表，将要测试的高电平时间全部放进来。

再使用列表循环，依次执行高电平时间，输出PWM信号。

现在，你发现了什么？舵机的转动，正好是一个180度的范围。

3、180度舵机旋转规律

现在，你再来看下面这个图，你能看懂吗？

如果，我们把1500的位置叫做0度，那么500的位置就是-90度，2500的位置就是90度。从500的位置到2500的位置就是180度，正好是这个舵机能旋转的角度。

四、图形化编程实现180度舵机的来回往复

在上面的探究程序中，我们使用了列表实现了舵机指针从一个方向转向另外一个方向。如果，我们想让舵机的指针实现连续往复的转动，实现类似雷达的扫描效果，应该怎么做呢？

1、扩展我们的列表

在原来的列表后面，我们又逆序添加了测试数据1500和1000。但是为什么没有再添加500呢？因为下一循环就是从500开始的，如果连续循环，不就实现了连续的数据取值了吗？

2、增加重复循环

现在，你的180度舵机，是不是已经实现了往复的循环运行？

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