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【制動】舵機 MG995/SG90s | ServoMotor

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Byzerovoyager

簡介

伺服馬達（又稱舵機）就像是機器人的「關節」，它能根據指令精確地旋轉並固定在特定角度，而不像一般馬達只能無休止地轉動。在現實生活中，這種精準控制技術無處不在：從自動門的開關機制、遙控飛機的機翼轉動，到監視器的鏡頭掃描，甚至是工廠裡的機械手臂抓取動作。透過控制馬達的角度，機器人便能實現如擺頭偵測、抓取物體或調整方向等細膩的物理動作。

在機器人專案中，角度控制是實現互動功能的關鍵。dual2s 函式庫針對常見的 MG995 與 SG90s 伺服馬達進行了驅動優化，讓開發者只需透過簡單的角度指令（0° 至 180°），即可精確驅動硬體。本範例展示了如何宣告多組伺服馬達物件、設定物理轉向限制，以及執行基礎的角度定位運動。

硬體規格與連接

  • MG995 (大舵機)：具備金屬齒輪與高扭力，適合用於支撐重量或需要強力抓取的地方。
  • SG90s (小舵機)：體積輕小、反應快，適合用於感測器擺頭或輕量化機構。
  • 硬體腳位：dual2s 控制板預留了專用腳位：
    • G18：DUAL2S_HW::MG18
    • G19：DUAL2S_HW::MG19
    • G2：可作為第三組舵機擴充（需注意與 WS2812B 共用情形）。

核心功能說明

  1. 安全初始化 begin()： 為了防止機構因過度旋轉而損壞（卡死或撞擊），begin() 函式允許設定三個關鍵參數：
    • 最小/最大角度限制：限制馬達實際運行的物理範圍（如 10°~170°）。
    • 預設位置：開機瞬間馬達會立即移動到的安全初始位置，避免不可預期的動作。
  2. 精確角度寫入 write()：
    • 指令方式：直接輸入目標角度（例如 s18.write(90) 代表轉向中位）。
    • 執行邏輯：函式庫會將角度自動轉換為底層 ESP32 的 PWM 信號寬度（通常為 500μs 至 2500μs）。

開發重點建議

  • 等待時間 (Delay)：伺服馬達從一個角度轉到另一個角度需要物理時間。在程式中更新角度後，務必配合足夠的 delay()，以確保馬達有足夠時間到達指定位置。
  • 電源供應：MG995 等大電流馬達在啟動瞬間會消耗較多電力。若使用多組舵機，請確保 dual2s 的電池電量充足，避免電壓驟降導致 ESP32 重啟。
  • 機構防護：在使用 write() 之前，建議先手動測試馬達旋轉範圍，並透過 begin() 設定正確的物理限位，以保護馬達齒輪與連桿機構。

dual2s控制器與環境

AI學伴

互動(1)：基於函數庫 – dual2s

互動(2)：基於範例程式

👉 你也可以在dual2s函數庫(./example/basic)中找到此範例程式。

/*=====================================================================================
yesio.net / 2026.03.12 / by nick
# Filename：05_ServoMotor.ino
# Function：伺服馬達(MG995/SG90s)之使用範例, 
  Examples of dual2S's application in Servo Motor(MG995/SG90s).
# Toolchain & Libs：ESP32 Arduino Core v3.3.5 (ESP-IDF v5.1), dual2s
======================================================================================*/
#include "dual2s.h"

//支援MG995大扭矩伺服馬達, GPIO 18, 19, 2
//物件宣告使用內建namespace, 也可以直接填入指定GPIO腳位號
ServoMotor s18(DUAL2S_HW::MG18); 
ServoMotor s19(DUAL2S_HW::MG19);

void setup() {
  // 初始化並設定物理限制 0~180 度
  // 參數順序：最小限制、最大限制、開機預設角度
  s18.begin(0, 180, 180); 
  s19.begin(0, 180, 90);
  delay(1000);
}

void loop() {
  s18.write(10);  // 設定目標角度
  s19.write(0);
  delay(1500);    // 等待 1 秒讓舵機轉到位
  
  s18.write(170);
  s19.write(90);
  delay(1500);
  while(1);
}
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