混迹DIY界必备:舵机知识全面解析

舵机又称伺服电机；作为小型机器人身上最常用的动作元件，如果连舵机知识都不懂你又怎么混迹DIY界呢？

1   简介

舵机控制的机器人

● 我猜你肯定在机器人和电动玩具中见到过这个小东西，至少也听到过它转起来时那与众不同的“吱吱吱”的叫声。对，它就是遥控舵机，常用在机器人技术、电影效果制作和木偶控制当中，不过让人大跌眼镜的是，它竟是为控制玩具汽车和飞机才设计的。

● 舵机的旋转不像普通电机那样只是古板的转圈圈，它可以根据你的指令旋转到0至180度之间的任意角度然后精准的停下来。如果你想让某个东西按你的想法运动，舵机可是个不错的选择，它控制方便、最易实现，而且种类繁多，总能有一款适合你呦。

● 用不着太复杂的改动，舵机就可摇身一变成为一个高性能的、数字控制的、并且可调速的齿轮电机。在这篇文章中，我会介绍舵机使用的的一些基础知识以及怎样制作一个连续运转舵机。

2   舵机的结构和原理

A.标准舵机图解

● 遥控舵机（或简称舵机）是个糅合了多项技术的科技结晶体，它由直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成，是一套自动控制装置，神马叫自动控制呢？所谓自动控制就是用一个闭环反馈控制回路不断校正输出的偏差，使系统的输出保持恒定。我们在生活中常见的恒温加热系统就是自动控制装置的一个范例，其利用温度传感器检测温度，将温度作为反馈量，利用加热元件提输出，当温度低于设定值时，加热器启动，温度达到设定值时，加热器关闭，这样不就使温度始终保持恒定了吗。

B.闭环反馈控制

● 对于舵机而言呢，位置检测器是它的输入传感器，舵机转动的位置一变，位置检测器的电阻值就会跟着变。通过控制电路读取该电阻值的大小，就能根据阻值适当调整电机的速度和方向，使电机向指定角度旋转。图A显示的是一个标准舵机的部件分解图。图B显示的是舵机闭环反馈控制的工作过程。

3   选择舵机

C.大扭力/微型/标准舵机

● 舵机的形状和大小多到让人眼花缭乱，但大致可以如图C所示分类。最右边身材不错的是常见的标准舵机，中间两个小不点是体积最小的微型舵机，左边的魁梧的那个是体积最大的大扭力舵机。它们都是同样的三线控制，因此你可以根据需求换个大个的或小个的。

● 除了大小和重量，舵机还有两个主要的性能指标：扭力和转速，这两个指标由齿轮组和电机所决定。扭力，通俗讲就是舵机有多大的劲儿。在5V的电压下，标准舵机的扭力是5.5千克/厘米（75盎司/英寸），转速很容易理解，就是指从一个位置转到另一个位置要多长时间。在5V电压下，舵机标准转度是0.2秒移动60度。总之，和我们人一样，舵机的个子越大，转的就越慢但也越有劲儿。

● 赶快想好你要做的东西，让我们开始动手吧。确定做什么之后，选择哪种大小的舵机（标准型、微型、绞盘型）就是小case了，你可以绅士般的从中选个最便宜的。在这个项目中，我选的就是微型系列的HexTronik公司生产的HXT500型舵机，额定数值是扭力0.8千克，转速0.10秒，只花不到4美元就搞定了。