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什么是 伺服電機？

一個伺服電機是一種類型的電機，可以非常旋轉的。通常這種類型的電機由一個控制電路組成，該電路提供關于電機軸當前位置的反饋，這種反饋使伺服電機能夠非常地旋轉。如果您想以特定角度或距離旋轉對象，則可以使用伺服電機。它只是由一個通過伺服機構運行的簡單電機組成。如果電機由直流電源供電，則稱為直流伺服電機，如果是交流供電的電機，則稱為交流伺服電機。在本教程中，我們將只討論直流伺服電機的工作. 除了這些主要分類外，根據齒輪布置的類型和操作特性，還有許多其他類型的伺服電機。伺服電機通常帶有齒輪裝置，使我們能夠以小巧輕便的包裝獲得非常高扭矩的伺服電機。由于這些特性，它們被用于許多應用，如玩具車、遙控直升機和飛機、機器人等。伺服電機的額定值為 kg/cm（千克每厘米），大多數業余愛好者的伺服電機額定值為 3kg/cm 或 6kg/cm 或 12kg/cm。這個公斤/厘米告訴你你的伺服電機在特定距離可以提升多少重量。例如：一個6kg/cm的伺服電機，如果負載懸掛在離電機軸1cm的地方，應該能舉起6kg，距離越大承載能力越小。伺服電機的位置由電脈沖決定，其電路放置在電機旁邊。

伺服電機工作機構

它由三部分組成：受控設備；輸出傳感器；反饋系統；它是一個閉環系統，它使用正反饋系統來控制軸的運動和位置。這里的設備由通過比較輸出信號和參考輸入信號產生的反饋信號控制。這里參考輸入信號與參考輸出信號進行比較，第三個信號由反饋系統產生。這第三個信號充當控制設備的輸入信號。只要生成反饋信號或參考輸入信號和參考輸出信號之間存在差異，該信號就會存在。因此，伺服機構的主要任務是在存在噪聲的情況下將系統的輸出保持在所需的值。伺服電機工作原理：伺服由電機（直流或交流）、電位器、齒輪組件和控制電路組成。首先，我們使用齒輪組件來降低 RPM 并增加電機的扭矩。假設在伺服電機軸的初始位置，電位器旋鈕的位置使得電位器輸出端沒有電信號產生。現在，將電信號提供給誤差檢測器放大器的另一個輸入端。現在這兩個信號之間的差異，一個來自電位器，另一個來自其他來源，將在反饋機制中進行處理，并以誤差信號的形式提供輸出。該錯誤信號作為電機的輸入，電機開始旋轉。現在電機軸與電位器連接，隨著電機旋轉，電位器會產生信號。所以隨著電位器角位置的變化，它的輸出反饋信號也會發生變化。一段時間后，電位器的位置到達電位器輸出與提供的外部信號相同的位置。在這種情況下，放大器將沒有輸出信號到電機輸入端，因為外部施加的信號與電位計產生的信號之間沒有差異，在這種情況下電機停止旋轉。

伺服電機與微控制器的接口：將像 s90 伺服電機這樣的業余伺服電機與 MCU 連接起來非常容易。伺服系統有三根電線出來。其中兩個用于電源（正極和負極），一個用于從 MCU 發送的信號。一個 MG995金屬齒輪伺服電機，其常用于遙控汽車人形機器人等MG995所述的圖片顯示如下：您的伺服電機的顏色編碼可能不同，因此請查看您各自的數據表。所有伺服電機都直接與您的 +5V 電源軌一起工作，但如果您計劃使用兩個以上的伺服電機，我們必須小心電機消耗的電流量，應設計適當的伺服屏蔽。

控制伺服電機：

所有電機都有三根電線出來。其中兩個用于電源（正極和負極），一個用于從 MCU 發送的信號。伺服電機由控制線提供的PWM（脈沖調制）控制。存在小脈沖、大脈沖和重復率。伺服電機可以從中立位置從任一方向旋轉 90 度。伺服電機期望每 20 毫秒 (ms) 看到一個脈沖，脈沖的長度將決定電機轉動的距離。例如，1.5ms 的脈沖會使電機轉到 90° 位置，例如如果脈沖短于 1.5ms 軸移動到 0°，如果它長于 1.5ms 則將伺服轉向 180°。伺服電機基于 PWM（脈寬調制）原理工作，這意味著其旋轉角度由施加到其控制 PIN 的脈沖持續時間控制。伺服電機基本上由直流電機組成，由可變電阻器（電位器）和一些齒輪控制。直流電機的高速力通過齒輪轉換為扭矩。我們知道 WORK= FORCE X DISTANCE，在直流電機中，力較小，距離（速度）較大，而在伺服中，力較大，距離較小。電位器連接到伺服的輸出軸，計算角度并在所需的角度停止直流電機。伺服電機可以從 0 度旋轉到 180 度，但多可以旋轉 210 度，具體取決于制造。可以通過向其控制引腳施加適當寬度的電脈沖來控制該旋轉度數。伺服每 20 毫秒檢查一次脈沖。1 ms（1毫秒）寬度的脈沖可以將舵機旋轉到0度，1.5ms可以旋轉到90度（中位），2 ms脈沖可以將其旋轉到180度。所有伺服電機都直接與您的 +5V 電源軌一起工作，但如果您計劃使用兩個以上的伺服電機，我們必須小心電機消耗的電流量，應設計適當的伺服屏蔽。

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