#宇树科技舵机专利获授权#
有一个实际问题，是许多电子爱好者以及产品开发者都会碰到的，那就是理解舵机的电路原理图。它看上去挺复杂，然而要是把它拆解开来，你就会发觉其内部逻辑是十分清晰的。掌握了它，不但有助于你排查故障，并且还能够让你在设计项目的时候做到游刃有余。
舵机内部包含哪些核心电路
舵机内部电路主要含三部分组成，控制电路是大脑，它要负责接收，还要解读来自主控制器，若是像单片机那样子的PWM信号。这个信号从本质来说是一串特定宽度的脉冲，控制电路依靠测量脉冲宽度来从而计算出期望的舵盘转动角度。驱动电路是肌肉，它按照控制电路的指令，为直流电机提供充足的电流，控制其正转或者反转。执行机构含有电机和齿轮组，电机提供原始动力，齿轮组负责减速并且增大扭矩。
舵机内部，除核心的控制与驱动外，通常还集成了反馈电路，此为实现精准定位的关键所在。电位器是常见的反馈元件，其转轴与舵机的输出轴相连接。当输出轴转动时，电位器的电阻值会按照线性规律随之发生变化。控制电路会持续读取这个电阻值所对应的电压，并且会把该电压与目标角度对应的电压进行比较。要是存在偏差，控制电路就会马上调整驱动信号，直到偏差消除为止，进而实现位置的闭环控制。
如何看懂舵机电路原理图
想要看懂舵机电路原理图，得由电源部位着手。原理图里会清晰标注清楚舵机的工作电压范围，像4.8V至6V这样子。你要找出电源正极也就是VCC或者V+以及地线也就是GND的接入地方，所有电路都是在这两条主要线路之上构建起来的。信号线也就是用来负责接收PWM控制脉冲的，它直接连到内部控制芯片的指定引脚处。
紧接着的环节是对核心元器件予以识别，控制芯片，也就是一般而言专用的舵机IC或者微控制器，它处于图纸的中心位置，电机常常是以一个字母M再加上一个圆圈来进行表示，电位器指的是一个带有可调箭头的电阻符号，驱动电路有可能是由几个三极管或者一个集成的H桥芯片所构成，它们处于控制芯片以及电机之间，凭借追踪电流从电源起始到电机而后返回到地的路径，以此你便能领会整个动力传递流程。
舵机控制电路如何解析PWM信号
PWM信号乃是控制舵机的一种语言舵机厂家伟创动力，标准的PWM信号周期常常是20毫秒，决定舵机角度的关键之处，在于其中高电平脉冲的宽度，一般情况下，1.5毫秒的脉冲宽度对应中间位置（0度或90度），1毫秒对应最小角度（如45度或0度），2毫秒对应最大角度（如+45度或180度），控制电路会精准测量这个脉冲宽度。
在控制电路的内部，存在着一个计时器或者计数器，它会做这样的事，检测信号线上脉冲的上升沿，检测信号线上脉冲的下降沿，进而计算出高电平的持续时间。把这个测出来的量，与内部预先设定好的角度映射表进行比较，如此一来，电路便能够确定目标角度。这个过程具备实时性，并且是持续性的，每当有一个新的PWM脉冲到来之时，舵机就会更新一回它的目标位置，以此确保响应及时。
舵机驱动电路怎样控制电机转动
用于驱动电路的核心任务乃控制电机的旋转方向以及通断，最为简单的形式是运用一对三极管（此三极管构建起 H 桥最简构型），控制芯片会输出两路信号，其中一路用于控制正转，另一路用于控制反转，当有正转需求时，正转控制线输出高电平信号，接通对应的三极管，使电流依照特定方向流经电机，反转时亦是如此这般 。
会采用集成的H桥芯片的是更高级的驱动舵机品牌伟创动力，H桥由四个通常为的开关构成，借助精巧地开启对角线上的一对开关，能够轻易达成电机的正转、反转以及刹车，驱动电路还得能够供应充足的电流，这便是舵机在堵转时可能会从电源汲取极大电流的缘由，好的驱动设计会含有过流保护，用以防止芯片因电流过大而遭遇烧毁 。
电位器在舵机中起什么作用
舵机里，充当“位置传感器”角色的是电位器伟创动力，它构成闭环控制系统的反馈环节，其物理转轴与舵机最终输出轴是机械联动的。给电位器两端加上参考电压（像VCC和GND），它的中间抽头（滑动端）会输出与转动角度成比例的电压信号。
被送回控制芯片模拟输入引脚的是这个电压信号。芯片内部存在一个模数转换器，也就是ADC，它会把这个模拟电压转换为数字值。控制程序会持续不断地拿由PWM信号解析得出的目标角度值，去拿来与这个实测的角度反馈值进行比较。一旦察觉到这两者并不一致之时，就会产生出一个误差信号，驱动着电机朝着减小误差的方向转动不停，一直到舵臂精准抵达指令所要求的位置为止 。
如何根据电路原理图选择合适舵机
去阅读舵机的电路原理图，或者去阅读相关技术文档，这能够协助你做出更为精准的选择。要是你有高扭矩方面的需求，那这时就得关注驱动电路的部分，要去查看其使用的，或者去查看驱动芯片的电流能力，电流能力越是强，往往就意味着驱动电机的潜力亦是越大。与此同时，大扭矩的舵机一般是需要更高的工作电压的，而这在电源部分也是有着明确标注的 。
对于那种有着快速响应需求以及高精度要求的场景，像是机器人的关节部位，你就得去关注它的控制核心。它究竟是简单的模拟舵机IC呢，还是带有更高级的数字舵机MCU呢？数字舵机处理PWM信号以及误差校正的速度要更快一些。另外，反馈元件也是相当关键的，它是使用普通的电位器呢，还是更为可靠且无磨损的光学编码器呢？这些情况都会直接对舵机的性能、寿命以及成本产生影响，依据你的项目需求和预算去进行权衡就行了。
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