Servo library – библиотека для работы с сервомашинками

Как мы помним – сервомашинка – это мотор-редуктор, с обратной связью, благодаря которой можно повернуть выходной вал на строго определённый угол.
Стандартные рулевые машинки, вертятся от 0 до 180 градусов (также есть сервы постоянного вращения – т.н. Continuous Rotation Servo, чуть позже покажем, как обычную серву можно переделать до такого состояния).

Примечание:
В Arduino IDE 0017 библиотека Servo поддерживает до 12 серв (до 48 на Mega), а в IDE 0016 и ранее работает только на 9 и 10 пинах!

! Обратите внимание:
На платах, отличных от Mega, использование библиотеки отключает возможность использования analogWrite() (PWM) на пинах 9 и 10 (вне зависимости подключены к этим пинам сервы или нет). На платах Mega, до 12 серв могут использоваться без влияния на функциональность PWM, но использование от 12 до 23 сервомашинок отключит PWM на пинах 11 и 12.

Подключение
Схема включения сервомашики очень простая — у неё есть три провода:

— земля (коричневый/черный),
— питание +5 вольт (красный),
— сигнальный (оранжевый/желтый/белый).
Управляющий сигнал можно подавать напрямую с ноги МК, а вот силовое питание (особенно если задействовано более одной-двух серв) нужно подавать от внешнего источника питания (т.е. не от +5В Arduino). В этом случае – нужно не забыть соединить землю Arduino/CraftDuino с минусом внешнего источника питания.

Рассмотрим функции, которые предоставляет библиотека.

uint8_t attach(int pin);
uint8_t attach(int pin, int min, int max);

Описание:
Указываем пин к которому подключён управляющий провод сервы.

Примечание:
Версии Arduino IDE 0016 и младше позволяют подключение только к 9 и 10 пинам.

Синтаксис:

servo.attach(pin); 
servo.attach(pin, min, max);

Параметры:
(servo – объект класса Servo)
pin – номер порта к которому подключена серва

min (опционально) – ширина импульса в микросекундах устанавливающая положение вала сервы в 0 градусов (по-умолчанию 544)

max (опционально) — ширина импульса в микросекундах устанавливающая положение вала сервы в 180 градусов (по-умолчанию 2400)

Пример:

#include <Servo.h> 

Servo myservo;

void setup() 
{ 
  myservo.attach(9);
} 

void loop() {}

void write(int value);

Описание:
Устанавливаем угол поворота сервы в градусах.
В случае сервы постоянного вращения:
0 – вращение на полной скорости в одну сторону,
180 – вращение на полной скорости в другую сторону,
90 – нет вращения.

Синтаксис:

servo.write(angle);

Параметры:
angle – значение угла для поворота: от 0 до 180

Пример:

#include <Servo.h> 

Servo myservo;

void setup() 
{ 
  myservo.attach(9);
  myservo.write(90);  // поворачиваем серву на 90 градусов
} 

void loop() {}

void writeMicroseconds(int value);

Описание:
Задаёт значение в микросекундах для длительности управляющего импульса. На стандартных сервах это приведёт к повороту вала на определённый угол ( 1000 — положение полностью против часовой стрелки, 2000 — положение полностью по часовой стрелке, и 1500 — в середине).
Примечание:
Знечения могут быть разными на сервах разных производителей. Например, от 700 до 2300. Это можно определить экспериментально – увеличивая значения, пока серва продолжает поворачиваться. Обратите внимание, что попытки управления сервой вне её конечных точек (при этом появляется рычащий звук) приводит к увеличению потребления тока и такого следует избегать.

Синтаксис:

servo.writeMicroseconds(uS);

Параметры:
uS – значение ширины импульса в микросекундах (int)

Пример:

#include <Servo.h> 

Servo myservo;

void setup() 
{ 
  myservo.attach(9);
  myservo.writeMicroseconds(1500);  // в среднее положение
} 

void loop() {}

int read();

Описание:
Считывает «текущий» угол поворота сервомашинки (значение, переданное в последнем вызове write()).

Синтаксис:

servo.read();

Возвращаемое значение:
Возвращает значение типа int — угол от 0 до 180 градусов.

Примечание:
Аналогично есть функция readMicroseconds();

bool attached();

Описание:
Определяем – есть ли привязка к серве через pin.

Синтаксис:

servo.attached();

Возвращаемое значение:
Возвращает true если есть привязка к pin-у и false – в противном случае.

void detach();

Описание:
Отключение пина от библиотеки Servo. Если все переменные Servo отключены – пины 9 и 10 можно использовать для PWM-вывода через analogWrite().

Синтаксис:

servo.detach();

Возвращаемое значение:
нет.

Рассмотрим пример работы библиотеки на примере Sweep, который поворачивает серву от 0 до 180 градусов и обратно (как-бы подметает).
File – Examples — Servo — Sweep

// Sweep
// by BARRAGAN <http://barraganstudio.com> 

#include <Servo.h> 
 
Servo myservo;  // создаём объект для контроля сервы 

int pos = 0;    // переменная для хранения позиции сервы 
 
void setup() 
{ 
  myservo.attach(9);  // серва подключена к 9-му пину
} 
 
 
void loop() 
{ 
  for(pos = 0; pos < 180; pos += 1)  // от 0 до 180 градусов
  {                                  // с шагом в 1 градус 
    myservo.write(pos);              // 
    delay(15);                       // ждём 15ms пока серва займёт новое положение
  } 
  for(pos = 180; pos>=1; pos-=1)     // от 180 до 0 градусов
  {                                
    myservo.write(pos);               
    delay(15);                       
  } 
}

Существуют и другие библиотеки:
SoftwareServo — www.arduino.cc/playground/ComponentLib/Servo — удобна одинаковым названием функций с системной библиотекой Servo
— она не ограничивает количество серв 8-ю, но требует для работы вызова метода
SoftwareServo::refresh()

Пример:

#include <SoftwareServo.h> 

SoftwareServo myservo; // объект сервы

int potpin = 0;  // пин для подключения потенциометра
int val;    	// переменная для хранения значения с аналогового входа

void setup() 
{ 
  myservo.attach(2);  // серва подключена ко 2-му пину
} 

void loop() 
{ 
  val = analogRead(potpin);            // считываем значение с потенциометра (величина от 0 до 1023) 
  val = map(val, 0, 1023, 0, 179);     // переводим в значение от 0 до 180) 
  myservo.write(val);                  // устанавливаем угол сервы 
  delay(15);                           // ждём поворота 

  SoftwareServo::refresh();
}

MegaServo — www.arduino.cc/playground/Code/MegaServo
— библиотека для более ранних версий IDE (в 0017 не подгрузится, т.к. она уже входит в состав IDE под именем Servo :) — позволяет контролировать до 12 серв

Читать про сервы:
Сервы
Сервы 2. Взгляд под корпус.
Подключение сервомашинок к Arduino

Cсылки:
arduino.cc/en/Reference/Servo