如何用舵机制作云台,教程

    2026-01-01 02:50:59

    材料准备

    舵机:通常需要两个舵机,用于控制云台的水平和垂直转动。可选择如 DS - S006M 九克铜齿舵机或 SG90 舵机,注意舵机的扭矩要能满足云台及其负载的重量。

    控制板:可选用 Arduino、ESP32、STM32F103C8T6 等微控制器作为控制板,需安装相应的开发环境和库文件。

    电源:根据舵机和控制板的功率需求选择,对于小型舵机,通常 5V 或 6V 的直流电源即可,建议使用稳压电源。

    其他材料:包括用于固定舵机和构建云台结构的支架和连接件,如 3D 打印件、亚克力板、铝合金等;以及螺丝、螺母、导线等。

    云台结构设计

    确定云台尺寸和形状:根据实际需求设计,确保能稳定支撑负载,且云台的重心位于旋转轴的中心附近,可考虑添加配重块调整重心。

    设计旋转机构:利用舵机的输出轴构建旋转机构,实现云台的左右旋转和上下倾斜。可使用齿轮、轴承或滑轨等机械元件优化传动效率和减少摩擦,注意设计合理的传动比和齿轮间隙。

    固定支架:设计并制作固定支架,将舵机固定在云台上,确保连接牢固可靠。材料可选用轻质但坚固的铝合金或碳纤维,也可使用 3D 打印部件或亚克力板。若使用亚克力板,可通过锯或专用刀具切割,并用手枪钻打孔,弯曲处可在煤气灶上烤后进行折弯定型。

    硬件连接

    Arduino 连接方式:若使用 Arduino 控制板,将两个舵机分别接在控制板的相应引脚,如 Basra 主控板(兼容 Arduino Uno)可将控制云台上下的舵机接在 D3 引脚,控制云台左右转动的舵机接在 D4 引脚。

    树莓派连接方式:若使用树莓派,以 SG90 舵机为例,将舵机的红线连接树莓派的 5V 电源,棕线连接 GND,橙线连接树莓派的 GPIO 引脚,如 GPIO18。

    STM32 连接方式:若使用 STM32F103C8T6,将摇杆按键通过 ADC 连接到 STM32 的相应引脚,舵机的信号脚连接到 STM32 的 PWM 输出引脚,如 SG90 舵机的信号脚可连接到 PA6 脚。

    编写控制代码

    初始化舵机:在代码中初始化舵机,设置其控制引脚和初始角度。例如,使用 Arduino 的 Servo 库时,可通过Servo myservo;声明舵机对象,再通过myservo.attach(pin);使能舵机引脚,pin为实际连接舵机的引脚号。

    编写控制逻辑:根据实际需求编写控制逻辑,实现云台的左右旋转和上下倾斜功能。可以使用循环语句和延时函数控制舵机的运动速度和范围。例如:

    cpp

    #include

    Servo servo1;

    Servo servo2;

    void setup() {

    servo1.attach(3);

    servo2.attach(4);

    servo1.write(90);

    servo2.write(90);

    }

    void loop() {

    // 云台水平转动

    for (int i = 0; i <= 180; i++) {

    servo1.write(i);

    delay(15);

    }

    for (int i = 180; i >= 0; i--) {

    servo1.write(i);

    delay(15);

    }

    // 云台垂直转动

    for (int i = 0; i <= 180; i++) {

    servo2.write(i);

    delay(15);

    }

    for (int i = 180; i >= 0; i--) {

    servo2.write(i);

    delay(15);

    }

    }

    [image]

    调试和优化:在实际测试中不断调试和优化控制代码,确保云台的稳定性和可靠性。可考虑实现 PID 控制算法来优化舵机的位置控制和响应速度,也可使用传感器如陀螺仪或加速度计来实现更高级的稳定性和防抖功能。

    组装调试

    组装云台:按照设计好的结构将各个部件组装在一起,确保所有连接都牢固可靠。

    连接电源和控制板:将电源连接到控制板和舵机,确保电路连接正确无误,注意电源的正负极不要接反。

    上传控制代码:将编写好的控制代码上传到控制板中,并检查是否能够正常运行。

    测试云台功能:在进行实际测试之前,可先进行软件模拟或静态测试以验证控制代码的正确性。然后通过控制板或遥控器测试云台的功能,观察云台的运动是否平稳、精确,并根据需要进行调整和优化。