伺服馬達(dá)（Servo motor）英文常簡(jiǎn)稱 Servo，中文也有人稱伺服機(jī)，由控制電路、齒輪、直流馬達(dá)等組成，可使用〈mBlock & Arduino（4）利用 PWM 模擬類比訊號(hào)〉中談過(guò)的 PWM 技術(shù)來(lái)控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，像Plotclock就應(yīng)用了三個(gè)伺服馬達(dá)，以手臂在白板上繪制出目前的時(shí)間。

伺服馬達(dá)控制原理

伺服馬達(dá)的基本原理是接受 PWM 訊號(hào)，經(jīng)由內(nèi)部電路計(jì)算出馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，根據(jù)我查到的資料來(lái)看，大多數(shù)伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度是 0 到 180 度，PWM 訊號(hào)的頻率必須是 50 Hz，控制馬達(dá)角度的脈沖持續(xù)時(shí)間約是 1.0 ms 到 2.0 ms，脈沖持續(xù)時(shí)間若為 1.0 ms 時(shí)角度為 0 度，1.2 ms 時(shí)角度為 45 度，1.5 ms 時(shí)角度為 90 度，2.0 ms 時(shí)角度為 180 度。

Plotclock 用的是Tower Pro 9g servos（SG90 digital servo），為三線式伺服馬達(dá)，紅線接電源，棕色的線接 GND，橘色線為訊號(hào)線：

在 Fritzing 中，是以紅色線接電源，黑色線接地，黃色為訊號(hào)線作代表，你可以如下連接線路：

如果直接使用 Arduino 官方語(yǔ)言，可以使用delayMicroseconds函式來(lái)控制脈沖寬度，不過(guò) mBlock 中只有“等待”方塊，沒(méi)辦法達(dá)到這么短的時(shí)間控制，然而，mBlock 中有個(gè)“設(shè)置伺服馬達(dá)腳位…”的方塊，可以直接指定馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，例如，以下的程式，可以一秒為間隔，不斷轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)為 0、45、90、135 與 180 度：

雖然使用了 PWM 訊號(hào)來(lái)控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，不過(guò)，這不表示要使用 Arduino 的 PWM 腳位，只不過(guò)根據(jù)Servo library的說(shuō)明，除了 Arduino Mega 之外，如果使用了 Arduino 的 Servo 程式庫(kù)，D9 與 D10 腳位的 PWM 功能就會(huì)被停用，因此，通常會(huì)把伺服馬達(dá)的訊號(hào)線接在 D9 或 D10 腳位，實(shí)際測(cè)試 mBlock 的“設(shè)置伺服馬達(dá)腳位…”方塊時(shí)，也是如此。

有指針的亮度感應(yīng)器

在〈mBlock & Arduino（8）光敏電阻、亮度感應(yīng)器與光線追蹤器〉中，我們使用光敏電阻制作了簡(jiǎn)單的亮度感應(yīng)器，你可以加上伺服馬達(dá)，配合 SG90 的手臂，作個(gè)有指針的亮度感應(yīng)器，你可以如下拉設(shè)電路：

實(shí)際測(cè)試我手中的光敏電阻，完全蓋住它的話，類比輸入腳位約可量得 400 左右的值，以手電筒直接照射下，約為 1000 出頭的值，因此暫且定義全暗為 400，全亮為 1000，這個(gè)范圍要轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá) 0 到 180 度，因此，每個(gè)類比輸入量得的值減去 400，再乘上 0.3，就是打算轉(zhuǎn)動(dòng)的角度：

因?yàn)槲覀冏x取指針的習(xí)慣，多半是順時(shí)針?lè)较蚴窃絹?lái)越大，這正好與伺服馬達(dá)的角度計(jì)算方向相反，所以使用 180 減去算出來(lái)的角度，就可以改為順時(shí)針指示亮度大小。

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整理：寧波家電物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，中科極動(dòng)云