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Robot control with Windows Embedded CE 6.0

Servo motor control with RoBoIO Library and Windows CE 6.0

 

RC SERVO之PWM控制範例

RC SERVO為多數小型機器人最主要的致動器,它的體積小、重量輕並且可提供精確的旋轉角度與足夠的扭力,目前市面上知名的廠牌國產的有祥儀、廣營、栗研等,日、韓系則有Kondo、Hitec所生產的RC SERVO 大部份是透過PWM(脈波寬度調變)來控制。本文將逐步介紹PWM原理、RC SERVO feedback功能、如何使用單板電腦RoBoard產生PWM來控制RC SERVO,最後以KONDO的KRS 788HV RC SERVO為例,編寫一個以示教方式教導機器人完成揮手動作的程式。讓閱讀過本篇的讀者了解到RC SERVO的控制原理,以及對如何編輯機器人動作有初步的概念。 什麼是 PWM訊號? 它是Pulse Width Modulation的縮寫,是將訊號編碼於脈波寬度上的一種技術,此技術以數位方式來模擬類比訊號,廣泛應用在資料傳輸上。而因數位訊號只存在High,LOW電位的變化,相較於類比訊號,比較不會受到雜訊干擾。 PWM訊號中,脈波寬度在整個週期所占的比例稱為工作週期(duty cycle),是指位於邏輯高準位(logic high level)的波型在整個週期中占所的比例。下圖一說明兩個不同工作週期的波型差異,其中30%工作週期的波型位於邏輯高準位的時間少於50%工作週期的波型。 圖一. 固定週期不同duty cycle的PWM波型 PWM如何控制RC SERVO? 市面上的RC SERVO控制介面可分為以下幾種:PWM、RS232、RS485、I2C,其中PWM控制是一種受歡迎的控制方式,一般是利用duty cycle high的寬度來控制RC SERVO的旋轉角度,舉例來說, KONDO KRS-788HV這個SERVO所接受的duty cycle high寬度介於700us ~ 2300us之間,因此使用者必須提供此範圍的PWM訊號才能令它動作。 下圖二為改變duty cycle high寬度來控制RC SERVO角度示意圖,以KRS-788HV為例,給予1500us的PWM訊號,它會轉到90度處(因為1500us寬度為中間值,KRS-788HV的可動角度為0 ~ 180度,所以對應到中間位置)。 圖二. 改變PWM duty cycle控制RC SERVO角度示意圖 不同的RC SERVO製造商就會有不同的預設PWM與旋轉角度範圍 (一般是180度或270度),所以 ...

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