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什么是舵機？

舵機是伺服電機的一種，伺服電機就是帶有反饋環節的電機，我們可以通過伺服電機進行jingque的位置控制或者輸出較高的扭矩；舵機也叫也叫 RC 伺服器，通常用于機器人項目，也可以在遙控汽車，飛機等航模中找到它們。類似舵機這樣的伺服系統通常由小型電動機，電位計，嵌入式控制系統和變速箱組成。電機輸出軸的位置由內部電位計不斷采樣測量，并與微控制器（例如STM32,Arduino）設置的目標位置進行比較；根據相應的偏差，控制設備會調整電機輸出軸的實際位置，使其與目標位置匹配。這樣就形成了閉環控制系統。
變速箱降低了電機的轉速，從而增加了輸出軸上的輸出扭矩。輸出軸的Zui大速度通常約為60 RPM。具體結構如下圖所示:①：信號線：接收來自微控制器的控制信號；②：電位器：可以測量輸出軸的位置量，屬于整個伺服機構的反饋部分；③：內部控制器：處理來自外部控制的信號，驅動電機以及處理反饋的位置信號，是整個伺服機構的核心；④：電機：作為執行機構，輸出多少轉速，轉矩，位置；⑤：傳動機構/舵機系統：該機構根據一定傳動比，將電機輸出的行程縮放到Zui終輸出的角度上；因此舵機是伺服電機的一種，整體電機就是一個閉環系統，輸入相應的信號，就能控制舵機輸出對應的位置量；

伺服控制

通過向舵機的信號信號線發送PWM信號來控制舵機的輸出量；PWM（Pulse Width Modulation）——通常翻譯為脈沖寬度調制技術,通過對一系列脈沖信號的寬度進行調制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。PWM控制技術在逆變電路中應用Zui廣，應用的逆變電路絕大部分是PWM型，PWM控制技術正是有賴于在逆變電路中的應用，才確定了它在電力電子技術中的重要地位。例如下圖，其實PWM就是占空比不同的方波，即按一定的頻率不斷輸出高電平、低電平，同時，可以在一個周期內調整高電平的持續時間（占空比)。說到底，其實是因為電腦只能輸出0和1兩種邏輯情況，所以采用這種形式來模擬輸出。例如我想輸出0.5，那就讓電腦在一個周期內一半時間輸出高電平1，一段時間內輸出低電平0,則平均之后就是0.5。這就是等效電壓的概念。再例如，ARDUINO高電平如果是5V，我想獲得3.7V的電壓，在PWM波的頻率不變的情況下，可以令74%周期輸出5V高電平，剩下26%周期時間輸出低電平，加權平均后，只要頻率夠快，則可以等效為3.7V的電壓。因此，PWM脈沖的占空比直接決定了輸出軸的位置。往期推薦

電機控制基礎——定時器基礎知識與PWM輸出原理

硬件連接

舵機的硬件布線比較簡單，我們只需要三條線：電源線，信號線，地線；舵機有三根接線，通常紅線接VCC（正極），黑色或棕色接GND（負極），黃色或者白色則是PWM信號控制線。我們將電源線接至電源（面包板）的正負極，信號線則接至ARDUINO NANO的D3接收PWM信號。
當D3輸出一個PWM信號時，舵機就會根據信號轉動指定角度或者以指定速度旋轉（360度舵機）。通常，舵機需要一個20ms左右的脈沖，該脈沖信號中，高電平部分為0.5ms至2.5ms范圍。當脈沖中高電平為1.5ms時，舵機將轉動至90度位置，或者靜止不動（360度舵機），當脈沖大于1.5ms時，舵機轉向180度方向或者正轉，小于1.5ms時，轉向0度方向或者反轉。注意：不同類型和品牌的伺服電機之間Zui大位置和Zui小位置的角度可能會不同。許多伺服器僅旋轉約170度（或什至僅90度），但寬度為1.5 ms的伺服脈沖通常會將伺服設置為中間位置（通常是指定全范圍的一半）；
怎么區分伺服電機、舵機、步進電機？伺服電機伺服電機是一個電機系統，它包含電機、傳感器和控制器。準確地說，伺服電機不是說一個電機，而是一個系統。所以僅僅一臺電機都不能算是伺服電機，因為他們并不具備伺服電機的功能。直流無刷電機可以是伺服電機里面的一部分，交流電機也可以是，但他們并不是伺服電機。作為一個系統，它可以有減速齒輪，也可以沒有。
舵機是伺服電機的一種。步進電機步進電機英文是stepper/step/stepping motor。主要是依靠定子線圈序列通電，順次在不同的角度形成磁場，推拉定子旋轉。

步進電機的好處是，你可以省掉用于測量電機轉角的傳感器。因此在結構上和價格上有一定的優勢。而且它的位置和速度控制相對簡單。

其缺點是，第一，與同等功率的電機相比載荷比較小，沒有角度傳感器的情況下不能輸出大力矩。第二，功耗相對較大，要么全開，要么全關。所以要么接近滿功耗，要么就不能出力。（具體原因和結構可以查閱相關資料，網上到處都是，并不難以理解，我這里就不冗述了）。

因此步進電機一般只用于載荷較小而且十分確定、位置精度要求并不非常高，對體積敏感或在較低價格想要做到較高可靠性的場合。Zui常見的就是光驅、掃描儀、復印機等等。當然，它和舵機一樣，也受到沒有能力自行搭建伺服電機系統的業余愛好者的喜愛，在一些業余項目上面用于替代完整的伺服電機系統。