机器人控制器编程实践指导书旧版-实践五 数字舵机（执行器）

适用于UNO/2560/DUE/ESP8266/ESP32，2021年之前使用版本。

5.1 实践目的

• 掌握Arduino[ESP32]对数字舵机控制的软硬件测试。

5.2 实践设备

• PC机一台
• Arduino[ESP32]开发板及配件等
• 万用表和示波器等

5.3 实践原理

• 初级：无
• 中级：旋钮控制舵机转角

示意图

原理图

• 高级（ROS选修）：

使用主题servo消息控制舵机角度。

#if (Arduino[ESP32] >= 100)

 #include <Arduino[ESP32].h>

#else

 #include <WProgram.h>

#endif

#include <Servo.h>

#include <ros.h>

#include <std_msgs/UInt16.h>

ros::NodeHandle  nh;

Servo servo;

void servo_cb( const std_msgs::UInt16& cmd_msg){

  servo.write(cmd_msg.data); //set servo angle, should be from 0-180 

  digitalWrite(13, HIGH-digitalRead(13));  //toggle led 

}

ros::Subscriber<std_msgs::UInt16> sub("servo", servo_cb);

void setup(){

  pinMode(13, OUTPUT);

  nh.initNode();

  nh.subscribe(sub);

  servo.attach(9); //attach it to pin 9

}

void loop(){

  nh.spinOnce();

  delay(1);

}

5.4 实践内容

阅读5.3中示意图、原理图和代码，在Arduino[ESP32]平台上完成实践。

5.5 实践问题

5.5.1 舵机角度如何调节？

控制信号是一种脉宽调制（PWM）信号。脉冲的高电平持续1到2毫秒（ms），也就是1000到2000微秒(µs)。在1000µs时，舵机左满舵。在2000µs时，右满舵。不过你可以通过调整脉宽来实现更大或者更小范围内的运动。控制脉冲的低电平持续20毫秒。每经过20毫秒（50次每秒），就要再次跳变为高电平，否则舵机就可能罢工，难以保持稳定。

5.5.2 舵机相应速度和转角精度能否调节？

舵机用PWM信号控制速度和转角,从而实现易控制、精度高和速度快的目的.

5.6 实践总结

回顾本次实践，遇到哪些问题，如何解决，经验和启发有哪些？

舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。