SG-90轉起來！

今天要來玩伺服馬達~
我們使用 SG-90 透過PWM控制 精準控制角度從0° ~ 180°
常使用在旋轉物體、移動機器人手、腳或是移動感測器等等

伺服馬達(servo motor)由減速齒輪、控制電路、電位器、直流馬達和減速齒輪，當我們送入脈衝信號後，馬達轉動造成電位器改變，內部的控制電路會判斷電位器與目標角度位置至相同時停止轉動，即可精準控制電路。

SG-90 接腳：

• 棕色 -> 接地Gnd
• 紅色 -> 正電+5V
• 橙色 -> PWM 輸入

旋轉角度控制

SG-90可控角度在0° ~ 180°之間，控制方式就是輸入50Hz脈衝訊號，同時脈衝的寬度(也就是高電位的持續時間)必須在 1ms ~ 2ms之間：

• 1.0ms的脈衝寬度 -> -90°
• 1.5ms的脈衝寬度 -> 0°
• 2.0ms的脈衝寬度 -> 90°

我們來計算一下，頻率為 50 Hz每一週期為 1/50 = 0.02s，也就是 20ms

• 1.0 ms 的脈衝寬度其工作週期為 1.0/20 * 100% = 5.0%
• 1.5 ms 的脈衝寬度其工作週期為 1.5/20 * 100% = 7.5%
• 2.0 ms 的脈衝寬度其工作週期為 2.0/20 * 100% = 10.0%

Setup

1.pinout settings

• 基本設定：
  RCC → HSE、LSE → Crystal/Ceramic Resonator ✅
  SYS → Debug Serial Wire ✅

• 額外設定：
  TIM21 → Channel1 → PWM Generation CH1 ✅

2.Clock

最快32MHz

3.Detail

TIM21設定預分頻器(Prescalar)、ARR暫存器：

頻率必須為50 Hz，Clock頻率為32MHz，所以(32 MHz / 50 Hz) = 640k
我將640分到預分頻器(Prescalar)，ARR暫存器分到1000
這1000相當是1000%的脈衝寬度，如果我要改變脈衝寬度，只需要調整CCR1的值為X％

假如今天我要1ms的脈衝寬度，就是(1ms * 1000/20) = 50%，將這50%放入CCR1
2毫秒為100％，1.5毫秒為75％，依此類推
但在經過實驗測試之後，發現雖然輸出確實為 1ms ~ 2ms 的脈衝寬度
伺服馬達卻沒有旋轉完整的180°，所以我稍微改變了一下
脈衝寬度範圍改變至 0.5ms ~ 2.5ms，可正常工作！
隨後記得開啟中斷

CODE

HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim21, TIM_CHANNEL_1);

      TIM21->CCR1 = 25; //佔空比為0.5ms，旋轉角度-90°
	  HAL_Delay（1000）; 
	  TIM21->CCR1 = 75; //佔空比為1.5ms，旋轉角度0°
	  HAL_Delay（1000）; 
	  TIM21->CCR1 = 125; //佔空比為2.5ms，旋轉角度90°
	  HAL_Delay（1000）; 

相關連結

• STM32CubeMX連結
  https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html
• Keil MDK Version 5官網
  https://www2.keil.com/mdk5
• ST LINK 燒錄器程式
  https://www.st.com/content/st_com/en/products/development-tools/software-development-tools/stm32-software-development-tools/stm32-programmers/stsw-link004.html

• STM32 Nucleo-64 boards (MB1136)資料手冊
  https://www.st.com/resource/en/user_manual/dm00105823-stm32-nucleo-64-boards-mb1136-stmicroelectronics.pdf
• STM32L053R8 datasheet
  https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32l053r8.pdf
• RM0367 Reference manual Ultra-low-power STM32L0x3 advanced Arm®-based 32-bit MCUs
  https://www.st.com/resource/en/reference_manual/dm00095744-ultra-low-power-stm32l0x3-advanced-arm-based-32-bit-mcus-stmicroelectronics.pdf
• ARM Mbed官網介紹 - NUCLEO-L053R8
  https://os.mbed.com/platforms/ST-Nucleo-L053R8/
• STM32 官網介紹 - STM32L053R8
  https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32l053r8.html#overview

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結語

快結束了！