#2 馬達

馬達的種類

• 直流馬達 DC Motors

• 交流馬達 AC Motors

• 步進馬達 Step Motors

• 伺服馬達 RC Servo Motors

• 線性馬達 Linear Motors

SERVO

伺服機

http://pcbheaven.com/

1. 控制器（即控制電路）會將輸入的PWM訊號轉換成相對的參考電壓（解

碼,decoding），不同的參考電壓會對應到伺服馬達轉軸的不同位置。

2. 控制器藉由量測電位計的分壓得知目前伺服馬達轉軸的位置。

3. 控制器比較此兩電壓的差異（也就是位置的差異），並開始轉動，直到輸

入的參考電壓與實際的電位計分壓相同為止。

4. 因此，伺服馬達只要通電就會鎖死，無法由外力轉動，因為其會不斷地比

較位置變化（當然會有一個初始值），並嘗試修正到目標位置。

RC 伺服機

數位輸出? 類比輸出？

Pulse Width Modulation (PWM)脈衝寬度調變

• 數位輸出可以控制訊號的開和關，開和關同

時意味著通電與斷電

• 如果我們可以進一步控制通電的時間比例，

就能讓輸出的訊號產生變化，例如LED燈通

電時間為50%，就可以控制LED燈只有50%

的亮度

• 以數位訊號模擬類比訊號的技術

PWM 使用方法

• IDE code 為 analogWrite()

• 格式：analogWrite(pin, value)

• 在uno板子中只有pin 3,5,9,10,11腳位為PWM腳位

• Value: duty cycle，介於0-255，0為0%，127為50%，255為100%

伺服機(Servo)範例(File >> Example >> Servo >> Sweep)

程式 - Sweep

#include <Servo.h>

Servo myservo; // create servo object to control a servo

// a maximum of eight servo objects can be created

int pos = 0; // variable to store the servo position

void setup()

{

myservo.attach(9); // attaches the servo on pin 9 to the servo object

}

void loop()

{

for(pos = 0; pos < 180; pos += 1) // goes from 0 degrees to 180 degrees

{ // in steps of 1 degree

myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'

delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position

}

for(pos = 180; pos>=1; pos-=1) // goes from 180 degrees to 0 degrees

{

myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'

delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position

}

}

伺服機(Servo)範例(File >> Example >> Servo >> Knob)

程式-Knob

#include <Servo.h>

Servo myservo;

int potpin = 0;

int val;

void setup()

{

myservo.attach(9);

}

呼叫Servo函式庫

創立myservo物件

使用Pin9控制servo

程式-Knob

void loop()

{

val = analogRead(potpin);

val = map(val, 0, 1023, 0, 179);

myservo.write(val);

delay(15);

}

轉換範圍從0~1023→0~179

程式-Knobvoid setup()

{

myservo.attach(9); // attaches the servo on pin 9 to the servo object

Serial.begin(9600);

}

void loop()

{

val = analogRead(potpin); // reads the value of the

potentiometer (value between 0 and 1023)

val = map(val, 0, 1023, 0, 179); // scale it to use it with the servo

(value between 0 and 180)

println(val);

myservo.write(val); // sets the servo position according to the

scaled value

delay(15); // waits for the servo to get there

}

DC MOTOR

直流馬達

DC直流馬達

如何控制?

H 橋電路

一個典型的 H 橋 IC 主要是由四個電晶體組成，透過電晶體的開關控制電流流動的方向，因此可以用於馬達正反轉的控制上

原理說明

L293D 直流馬達驅動晶片

3

6

14

11

1以凹槽朝上，開始逆時針編號

8 9

4, 5, 12, 13與電池負極共接地

16: Arduino 5V

2 15

7 10

馬達電路-

橘色線用來控制轉速

3,6

14,11

ArduinoDirection

IC pin#

3 2

5 7

6 10

9 15

MOTOR IC pin#

MR+ 3

MR- 6

ML+ 11

ML- 14

ArduinoPWM

IC pin#

10 1

11 9電源正極 IC pin#

沒電池就用Arduino 5V 8

Arduino 5V 16

控制馬達轉動方向

int input1 = 3;

int input2 = 9;

void setup() {

pinMode(input1, OUTPUT);

pinMode(input2, OUTPUT);

}

void loop() {

digitalWrite(input1, HIGH);

digitalWrite(input2, LOW);

delay(1000);

digitalWrite(input1, LOW);

digitalWrite(input2, HIGH);

delay(1000);

}

控制馬達轉速Arduino #10 接到 IC pin 1

//透過 IC 的 EN腳位來//控制馬達轉速

int input1 = 3;int input2 = 9;void setup() {

pinMode(input1, OUTPUT); pinMode(input2, OUTPUT);

pinMode(10, OUTPUT);}

void loop() { analogWrite(10, 128);digitalWrite(input1, HIGH); digitalWrite(input2, LOW); delay(1000);

digitalWrite(input1, LOW); digitalWrite(input2, HIGH); delay(1000);

}

步進馬達

STEPPER

步進馬達

外側為電磁鐵的定子，內為NS交互磁化的永磁轉子(無齒型)

依轉子的構造來分

http://www.engineersgarage.com/

http://ming-shian.blogspot.tw/2013/05/blog-post_8.html

雙極就是驅動馬達的電流是雙向的，驅動控制時，需要改變電流方向。而單極的馬達，其電流就只需提供一個方向就好，改變提供的順序就可以達到驅動控制。

激磁方式

四相單極性步進馬達(五線)

http://robocraft.ru/

ULN2003APG

http://forum.allaboutcircuits.com/

http://www.instructables.com/

Stepper(int steps, pin1, pin2, pin3, pin4)建立一個步進馬達的物件。其中step是指轉一圈所需的步數，假使馬達定義每步的角度，用360去除，就會得到步數。例如：Stepper myStepper(100, 8, 9, 10, 11);

表示每一步為3.6度，轉一圈總共100步。

Stepper.setSpeed(long rpms)設定步進馬達每分鐘轉速 (RPMs) ，需為正數。這個函式並不會讓馬達轉動，只是設定好轉速，當呼叫Step()函式時才會開始轉動。

Stepper.step(int steps)啟動馬達行進steps步數。setSpeed()定義速度，正的表示一個方向， 負數表示反方向。

http://atceiling.blogspot.tw/

<Stepper.h>

程式：Stepmotor_step#include <Stepper.h>// initialize the stepper library on pins 8 through 11:

Stepper myStepper(200, 8,9,10,11);

//表示每一步為1.8度，轉一圈總共200步。

void setup() {

// nothing to do inside the setup

}

void loop() {

myStepper.setSpeed(50);

//轉速為50rpm(revolution per minutes每分鐘可以轉50圈)

myStepper.step(1); //一次走一步}

程式：Stepmotor2_control#include <Stepper.h>

const int stepsPerRevolution = 200;

// change this to fit the number of steps per revolution

// for your motor

// initialize the stepper library on pins 8 through 11:

Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 8,9,10,11);

int stepCount = 0; // number of steps the motor has taken

void setup() {

// nothing to do inside the setup

}

void loop() {

// read the sensor value:

int sensorReading = analogRead(A0); // map it to a range

from 0 to 100:

int motorSpeed = map(sensorReading, 0, 1023, 0, 100);

// set the motor speed:

if (motorSpeed > 0) {

myStepper.setSpeed(motorSpeed);

// step 1/100 of a revolution:

myStepper.step(stepsPerRevolution/100);

}

}

補充資料

• http://gcyrobot.blogspot.tw/2011/05/arduino-h-bridgel293d.html