SKU:RB-01C013 32路伺服舵機控制器

來自ALSROBOT WiKi
2018年12月24日 (一) 16:23Arduino77（討論 | 貢獻）的版本

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目錄

產(chǎn)品概述

32路伺服舵機控制器是一套最具性價比的微伺服電機控制器。可以控制多達32個伺服舵機協(xié)調(diào)動作的軟硬件結(jié)合系統(tǒng)，它不但能實現(xiàn)位置控制和速度控制，還具有時間延時斷點發(fā)送指令功能。其主要由上位機軟件和伺服舵機驅(qū)動控制器組成。
通過PC機操作上位機軟件給控制器傳遞控制指令信號，即可實現(xiàn)多路伺服舵機的單獨控制或同時控制，控制指令精簡，控制轉(zhuǎn)角精度高，波特率可以實時更改，體積小，重量輕，其可作為類人型機器人、仿生機器人、多自由度機械手的主控制器。此外還可以配合其他功能模塊實現(xiàn)無線控制、傳感器反饋，構(gòu)建閉環(huán)控制系統(tǒng)。
隨著國內(nèi)外機械產(chǎn)業(yè)的不斷進步，各大高校相繼開設(shè)機械類創(chuàng)新課程和比賽，學生可將其應(yīng)用在各類機械創(chuàng)新作品中，起到優(yōu)化控制系統(tǒng)作用。

產(chǎn)品清單

  1. 32路伺服舵機控制器主板一塊
  2. 資料關(guān)盤一張（上位機控制軟件和產(chǎn)品說明書）

規(guī)格參數(shù)

  1. 主控芯片：ATmega 8A
  2. 控制部分端子供電范圍：+7V—+12V
  3. 控制部分 DC 插頭供電范圍：USB 取電或DC直流 5V 開關(guān)電源
  4. 伺服電機端子供電范圍：＋4V－＋6V
  5. 控制通道：32 路
  6. 通訊輸入：RS232（串口）或 TTL
  7. 伺服電機驅(qū)動分辨率：大約1us , 約 0.09 度
  8. 波特率設(shè)置：2400、9600、38400、115200 通過撥碼開關(guān)可以轉(zhuǎn)換
  9. 支持的伺服電機： Futaba or Hitec 以及各大國產(chǎn)品牌（如輝盛）等
  10. PC接口：DB9F
  11. 脈沖寬度調(diào)節(jié)范圍：500us — 2500us
  12. 尺寸：65mm * 60mm * 1.5mm
  13. 固定孔：M3 * 4個
  14. 擴展功能：提供外擴上位機系統(tǒng)供電接口
  15. 指示燈：舵機供電指示燈（綠色）、運行指示燈（紅色）

使用方法

控制器接口介紹

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  • 1號位置：DC - 5V 直流電源接口

此接口用于直接使用 USB 供電線給舵機控制器的芯片進行供電。下圖是使用 USB 供電線給舵機控制器進行供電，當控制器插上 USB 供電線時，控制端口指示燈亮起。

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  • 2號位置：控制部分電源端子接口

此接口用于接插控制器控制部分供電電源，為增大選擇電源電壓范圍，特設(shè)此接口。下圖是使用 9V 電池給控制部分端子供電。 工作電壓范圍：＋7V—＋12V。
注意：連接電源之前，要確認好端子接口的正負標識符，正確接線，避免接反而損壞控制器。1 號位置和 2 號位置不能同時連接，同時給芯片供電！

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  • 3號位置：伺服舵機供電電源端子接口

此接口用于接插伺服舵機供電電源。 工作電壓：＋4V－＋6V（普通伺服舵機），若使用大功率伺服舵機，建議單獨供電，避免長時間使用，致使板線發(fā)熱造成燒毀。 功率注意：由于不同型號的伺服電機的耗電不同，而且運行在帶負載時，耗電也不同，所以請以實際使用為準。一般情況下，伺服舵機啟動和滿負載的時候耗電達 1A～1.5A，而沒有負載時候只有約 150mA 耗電，所以請均衡考慮，根據(jù)同時運動的伺服舵機數(shù)量，來考慮電源的功率選擇。為防止意外，電源的選擇上，請確保不要使用功率小于設(shè)計中一半數(shù)目的電機滿功率運行時的功耗。下圖中使用了一個 4 節(jié) 5 號電池盒給舵機控制器舵機供電端子進行供電。

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  • 4號位置：外擴上位機系統(tǒng)供電接口

此接口供電來源控制部分端子接口電源，可為自主開發(fā)的上位機（51系列、AVR系列、DSP、ARM、Arduino等）板供電。 備注：由于排針位置不使用時，容易造成短路，所以新升級的產(chǎn)品上沒有焊接這兩個針腳，但此功能正常，客戶如需要使用，可以自行焊接排針，用于給自己的上位機供電，如下圖所示：

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  • 5號位置：RS232 串口通信接頭

此端口使用標準 RS232 串口電平進行通訊，可以接插 USB-RS232 通信線或串口通信線和計算機進行通訊，接收實時控制指令。
下圖是使用 USB 轉(zhuǎn) RS232 接口線連接 32路舵機控制器和 PC 上位機的。

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  • 6號位置：TTL 通信接口

若使用此功能請將跳線帽取下，此接口可用于伺服舵機控制器與其他單片機開發(fā)的上位機通信。
注意:要使用 32 路舵機控制器的 TX RX 引腳與上位機進行通信，需要將接線接到靠近芯片一側(cè)的引腳上。

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  • 7號位置：波特率設(shè)置撥碼開關(guān)

通過設(shè)置撥碼開關(guān)，波特率可以在 2400 9600 38400 115200 四種數(shù)值中轉(zhuǎn)換。
注意：1代表ON，0代表OFF。具體對應(yīng)關(guān)系：11 - 115200; 10 - 38400; 01 - 9600; 00 - 2400，每次更改波特率數(shù)值后，都要給控制器重新上電啟動，才會生效。控制器波特率默認設(shè)置為115200。

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  • 8號位置：伺服舵機通道接口及標識符
此接口可接插國際標準接口的伺服舵機，包括模擬式和數(shù)字式兩種。接口側(cè)方有 1～32 通道的標注符，表示伺服電機受哪一通道信號控制。每一行可以接插一個伺服電機。整行接口上面有 S/ + /- 的標注，其中“-”表示接插伺服電機的地線（一般為黑色）；“＋”表示接插伺服電機的電源線（一般為紅色）；“S”表示signal（信號）接插伺服電機的控制信號線（一般為橘黃色或白色）。
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  • 9號位置：電源開關(guān)

此開關(guān)控制紅色端子（控制部分供電端子）和綠色端子（舵機部分供電端子）兩部分電源通斷。
開關(guān)撥向標有 ON 一端為接通電源; 開關(guān)撥向 OFF 一端為切斷整個系統(tǒng)供電。

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上位機軟件下載

目前上位機軟件可以正常運行在：WindowsXP、Windows7、Windows8、Windows8.1 操作系統(tǒng)上
32路舵機控制器軟件下載：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1Mhq-xS7gfJbFdsw-OU7D1g 密碼：1y9g
CH341驅(qū)動程序下載
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1J_WtT2IY15WaBfBSIqdN5w 密碼：xihb

驅(qū)動安裝

驅(qū)動安裝以 Windows7 32位為例

  • 連接 RS232 串口線和 PC 機，電腦自動彈出驅(qū)動安裝，手動取消自動搜索
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  • 未進行驅(qū)動安裝時，RS232 串口線在設(shè)備管理器中的未知設(shè)備下，顯示如圖所示：
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  • 解壓下載的 CH341 驅(qū)動程序，解壓 Windows 驅(qū)動程序，雙擊解壓后的文件，彈出如下圖所示界面，點擊 Install 進行驅(qū)動的安裝
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  • 安裝過程只需等待。。。安裝成功后，會自動彈出如下對話框，點擊“確定”完成驅(qū)動安裝
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  • 驅(qū)動安裝成功后，打開設(shè)備管理器，可以查看到當前 RS232 串口線的接口號，如圖所示為 ：COM4
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軟件操作方法

說明：本教程使用 Windows7 操作系統(tǒng)進行演示操作方法。

  • 解壓下載的 32 路舵機控制器，雙擊 .exe 文件打開軟件，界面如圖所示：
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  • 控制界面
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  • 串口參數(shù)設(shè)置區(qū)
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  • 功能按鍵
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實際應(yīng)用

1.硬件連接
注意：硬件連接時，開關(guān)要撥到 OFF 位置，確保接線無誤后，再開啟開關(guān)

  • 使用 RS232 串口線連接 32 路舵機控制器和上位機（PC）
  • 使用 USB 供電線給舵機控制器芯片進行供電
  • 舵機供電使用 4 節(jié) 5 號自鎖電池盒連接到舵機控制器的舵機供電端子（Servo）給舵機進行供電
  • 將實驗舵機連接到控制器的 7 號接口

2.端口設(shè)置和連接

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3.選擇舵機接口

  • 選擇當前連接舵機的端口，本實驗中連接的是 32 路舵機控制器的 7 號端口，所以只需在 7 號端口下面的方框中打“對號”選擇，選擇后可見：舵機控制器軟件 7 號端口的滑條位置可改變，上下拖動滑條既可改變 PWM 信號脈寬，從而控制舵機。
  • 若需要某個特定值的脈寬，可以在 7 號引腳上方，顯示脈沖寬度處直接輸入脈寬值。
  • 若要改變舵機的運行速度，如讓舵機運行速度降低，可以在 7 號接口下面“黃色”位置直接輸入數(shù)值 500，再拖動滑條的時候，舵機的速度就降低了。
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4.其他功能

  • 循環(huán)控制

如果要使用循環(huán)控制模式，只需要勾選指令顯示區(qū)域“循環(huán)控制”前的方框，如下圖所示，此時點擊運行指令，指令會循環(huán)執(zhí)行，直到手動點擊停止。

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  • 參數(shù)設(shè)置：舵機運行速度、控制動作完成時間、發(fā)送指令間隔時間
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配合 Arduino 控制器使用

實驗器材

  • Arduino UNO 控制器
  • 杜邦線
  • 跳線
  • 32 路舵機控制器
  • 7.4V 鋰電池
  • 舵機

硬件連接

通過杜邦線連接UNO控制器和32路舵機控制器，注意連接的時候TX、RX是反接的，連接舵機到舵機控制器的13號引腳

01C013500.png

本實驗中我是直接使用鋰電池給舵機供電，您在實驗的時候可以使用雙路輸出開關(guān)電源進行舵機控制器的舵機部分供電，因為已經(jīng)通過UNO控制器給32路舵機控制器的芯片進行供電，所以不需要再給32路舵機控制器的芯片進行單獨供電。

例子程序

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
}
void loop() 
{
  Serial.println("T1000 #12P1500");
  delay(1000);
  Serial.println("T1000 #12P2500");
  delay(1000);
  Serial.println("T1000 #12P500");
  delay(1000);
  Serial.println("T1000 #12P1500");
  delay(1000);
}

程序效果

程序下載到Arduino中后，舵機接在32路舵機控制器的13號引腳，舵機逆時針旋轉(zhuǎn)90度，再順時針旋轉(zhuǎn)90度，然后歸中位，循環(huán)控制。

程序效果

連接在 32 路舵機控制器接口 13 上的舵機反復(fù)運動，動作：復(fù)位 - 180 度位置 - 0 度位置 - 復(fù)位

配合Raspberry Pi控制器使用

系統(tǒng)配置

  • 打開配置文件

輸入：sudo nano /boot/config.txt
加入語句：enable_uart=1

  • 列出所有串口設(shè)備

輸入指令：ls -l /dev/serial*

  • 從 cmdline.txt 移除 console

輸入：sudo nano /boot/cmdline.txt
文檔內(nèi)容如圖：

01C013503.png

原語句為：dwc_otg.lpm_enable=0 console=serial0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes root wait
刪除語句: console=serial0,115200 ，然后保存退出

硬件連接

01C013501.jpg
01C013502.png

例子程序

import serial
import sys
import time

als32 = serial.Serial('/dev/ttyS0', 9600, timeout=1.0);

while True:

	als32.write("#1 P500 T1000<cr>\r#2 P1000 T1000<cr>\r")
	time.sleep(1)
	als32.write("#1 P1500<cr>\r#2 P2000 T1000<cr>\r")
	time.sleep(1)
	als32.write("#1 P2500<cr>\r#2 P1500 T1000<cr>\r")
	time.sleep(1)

微伺服舵機基本知識

簡單介紹

微伺服舵機在無線電業(yè)余愛好者的航?；顒又惺褂靡延泻荛L一段歷史，而且應(yīng)用最為廣泛，國內(nèi)亦稱之為“舵機”，含義為：“掌舵人操縱的機器”。舵機是一種位置伺服的驅(qū)動器。它是機器人、機電系統(tǒng)和航模的重要執(zhí)行機構(gòu)。它接收一定的控制信號，輸出一定的角度，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。標準的舵機有3條導(dǎo)線：電源線（紅）、地線（黑或灰）、控制線（白或橙黃）?？刂凭€的輸入是一個寬度可調(diào)的周期性方波脈沖信號（PWM），方波脈沖信號的周期為20 ms（即頻率為50 Hz)，當方波的脈沖寬度改變時，舵機轉(zhuǎn)軸的角度發(fā)生改變，角度變化與脈沖寬度的變化成正比，也就是利用占空比的變化來改變舵機的位置?？梢姡渲饕米鬟\動方向的控制部件。下面以轉(zhuǎn)角范圍180度伺服為例，那么脈寬對應(yīng)的控制關(guān)系為：

Qwe24.jpg

詳細介紹

舵機結(jié)構(gòu)及控制詳細介紹

視頻演示

32lu lan ya 01.png
Yun tai 02.png


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