第五课自动举牌机（上）

——用Arduino控制舵机实现自动摇摆

课程目标

认识舵机：了解180度舵机的工作原理与特性。
掌握基础控制：学习如何通过Arduino和Linkboy控制舵机转动。
动手实践：完成舵机自动摇摆的电路连接与程序编写。
拓展思维：探索舵机在机器人、智能设备中的应用场景。

硬件清单与功能说明

| 名称 | 数量 | 作用与注意事项 | | —————- | —- | ———————————————————— | | Arduino UNO主板 | 1 | 主控核心，通过PWM信号控制舵机角度。 | | 180度舵机 | 1 | 可精确控制0°-180°旋转，需连接PWM针脚（如9号）。 | | 面包板 | 1 | 提供无焊接电路连接，横向孔位内部连通。 | | 杜邦线（公对公） | 若干 | 连接主板与舵机。（推荐使用红色代表正极，黑色代表负极便于区分） | | USB数据线 | 1 | 上传程序并为Arduino供电。 |

第一部分：舵机原理与功能解析

1. 舵机是什么？

功能：舵机是一种能精确控制转动角度的电机，常用于机器人关节、遥控模型等。
角度限制：180度舵机只能转动半圈（0°-180°），360度舵机可连续旋转（需特殊控制）。

2. 舵机内部结构

核心组件：直流电机、减速齿轮组、电位器（角度传感器）、控制电路。
工作原理：
1. Arduino发送PWM信号（脉冲宽度调制）到舵机。
2. 控制电路根据信号宽度调整电机转动方向和角度。
3. 电位器实时反馈角度，确保精准定位。

第二部分：硬件连接与电路设计

1. 舵机引脚说明

信号线（橙色）：接Arduino PWM针脚（如9号）。
电源正极（红色）：接5V电源。
电源负极（棕色）：接GND。

2. 连接步骤

将舵机信号线（橙色）连接到Arduino 9号针脚。
舵机电源正极（红色）接Arduino 5V。
舵机电源负极（棕色）接Arduino GND。

✅ 电路示意图：

Arduino UNO  
│  
├─ 9号针脚 → 舵机信号线（橙色）  
├─ 5V → 舵机正极（红色）  
└─ GND → 舵机负极（棕色）  

第三部分：Linkboy编程——舵机自动摇摆

1. 虚拟电路搭建

打开Linkboy，拖入以下模块：
- Arduino UNO主板（主控板 → Arduino Nano/Uno）。
- 舵机（驱动输出 → 马达和舵机 → 180度舵机）。
连线步骤：
- 主板9号针脚 → 舵机信号线。
- 舵机正极 → 主板5V。
- 舵机负极 → 主板GND。

2. 编写舵机摆动程序

设置舵机角度范围：
- 在功能指令块中点击舵机模块，选择舵机角度

主程序逻辑：

设置舵机转速值（如100）
反复执行：  
  舵机转动至0° → 延时2秒  
  舵机转动至180° → 延时2秒  

具体操作：
- 拖入“舵机角度控制”模块，设置目标角度。
- 添加“延时”模块，控制转动间隔。
仿真测试：点击“仿真”，观察虚拟舵机是否规律摆动。

第四部分：实战操作——连接真实电路

1. 硬件连接步骤

舵机接线：
- 橙色线 → 9号针脚，红色线 → 5V，棕色线 → GND。

✅ 检查要点：

检查供电：确保舵机直接从Arduino取电，避免过载。
这一步骤一定要认真完成，如果连接错误，主板在通电后很可能会烧坏，一定要注意安全！

2. 上传程序

用USB线连接Arduino与电脑。
在Linkboy中选择正确串口号，点击“上传”。
观察结果：舵机应开始0°-180°往复摆动。

第五部分：常见问题与解决方法

第六部分：知识延伸与创意挑战

1. 舵机的实际应用

智能家居：控制窗帘开合、宠物喂食器开关。
机器人：驱动机械臂抓取物体或机器人腿部运动。

2. 动手挑战

任务1：修改程序，让舵机以不同速度摆动（如0.5秒完成转动）。
任务2：结合按钮，制作“微型门锁”。

课后作业

实践任务：完成舵机自动摇摆装置，录制演示视频。
思考题：如何用两个舵机实现“挥手”动作？

下节预告：手动控制这个可以选择的舵机，让他向我们所想要的角度旋转！

作者寄语：舵机是机械与电子的完美结合，每一次角度的调整都是智慧的体现。愿你的创意像舵机一样精准而充满力量！ 🤖⚙️

第五课 自动举牌机（上）