舵機 PWM 信號介紹

PWM（Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制）信號是舵機的核心控制方式，其通過脈沖的寬度變化來精確指令舵機輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度。以下從信號特性、參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工作機制及應(yīng)用注意事項等方面詳細(xì)介紹：

一、舵機 PWM 信號的基本特性

舵機的 PWM 控制信號是一種周期性的數(shù)字脈沖信號，具有以下核心特征：

本質(zhì)屬性：通過改變脈沖的 “高電平持續(xù)時間”（脈沖寬度）傳遞控制指令，而非電壓或電流的大小（通常信號電壓為 3.3V 或 5V，與舵機供電電壓無關(guān)）。

物理表現(xiàn)：信號波形為 “高電平脈沖 + 低電平間隔” 的周期性重復(fù)，類似 “滴答 - 停頓 - 滴答 - 停頓” 的規(guī)律信號。

二、關(guān)鍵參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

舵機 PWM 信號的參數(shù)遵循行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)（不同型號可能略有差異，但核心參數(shù)一致），具體如下：

三、脈沖寬度與角度的對應(yīng)關(guān)系

舵機的核心控制邏輯是脈沖寬度決定目標(biāo)角度，標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)關(guān)系如下（以 180° 舵機為例）：

0.5ms 脈沖寬度：對應(yīng)輸出軸0°（最小角度）。

1.5ms 脈沖寬度：對應(yīng)輸出軸90°（中間基準(zhǔn)位置）。

2.5ms 脈沖寬度：對應(yīng)輸出軸180°（最大角度）。

線性關(guān)系：角度與脈沖寬度成正比例，計算公式為：
目標(biāo)角度 = (脈沖寬度 - 0.5ms) / (2.5ms - 0.5ms) × 180°
例如：1.0ms 脈沖對應(yīng) 45°，2.0ms 脈沖對應(yīng) 135°。

注意：部分特殊舵機（如 360° 連續(xù)旋轉(zhuǎn)舵機）的脈沖寬度對應(yīng)轉(zhuǎn)速或方向，而非固定角度，需參考具體型號手冊。

四、PWM 信號的工作機制

舵機接收 PWM 信號后，通過內(nèi)部電路完成 “信號解析 - 誤差對比 - 驅(qū)動調(diào)整” 的閉環(huán)控制，具體流程：

信號解析：控制電路檢測 PWM 信號的周期和脈沖寬度，確定目標(biāo)角度。

反饋對比：將目標(biāo)角度與電位器反饋的當(dāng)前角度進行差值計算。

驅(qū)動輸出：根據(jù)差值方向控制電機正轉(zhuǎn) / 反轉(zhuǎn)，直至當(dāng)前角度與目標(biāo)角度一致（差值為 0）。

五、信號傳輸與應(yīng)用注意事項

信號源要求：

需由單片機（如 Arduino、STM32）、舵機控制器或?qū)Ｓ?PWM 發(fā)生器輸出，確保脈沖周期和寬度精度。

避免信號線上的電磁干擾，長距離傳輸時可增加屏蔽層或信號放大電路。

兼容性問題：

部分舵機支持 “寬范圍脈沖”（如 0.4ms-2.6ms），但需以產(chǎn)品手冊為準(zhǔn)，避免超出范圍導(dǎo)致?lián)p壞。

360° 舵機的 PWM 信號通常對應(yīng)轉(zhuǎn)速（如 1.5ms 為停轉(zhuǎn)，0.5ms 為全速正轉(zhuǎn)，2.5ms 為全速反轉(zhuǎn)），與角度舵機邏輯不同。

調(diào)試要點：

初次使用時可通過逐步調(diào)整脈沖寬度（如從 1.5ms 開始增減）觀察舵機轉(zhuǎn)動方向和范圍，校準(zhǔn)中間位置。

避免長時間讓舵機處于 “堵轉(zhuǎn)” 狀態(tài)（如機械限位時仍輸出目標(biāo)角度信號），否則可能燒毀電機或控制電路。

總結(jié)

舵機 PWM 信號的核心是 **“以 20ms 周期為基準(zhǔn)，通過 0.5ms-2.5ms 的脈沖寬度線性控制角度”**，其閉環(huán)控制機制依賴于脈沖信號的精確解析和實時反饋調(diào)整。理解這一信號特性是正確驅(qū)動舵機的基礎(chǔ)，也是機器人、航模等設(shè)備精準(zhǔn)控制的關(guān)鍵。

審核編輯 黃宇