舵机

[English]

该组件使用 LEDC 外设产生 PWM 信号，可以通过独立的舵机句柄控制多路舵机，最大数量受芯片 LEDC 通道数量限制（ESP32 支持 16 路通道，ESP32-S2 支持 8 路通道），控制频率可选择为 50 ~ 400 Hz。使用该层 API，用户只需要创建舵机句柄并指定目标角度，即可实现对舵机的角度操作。

舵机内部一般存在一个产生固定周期和脉宽的基准信号，通过与输入 PWM 信号进行比较，获得电压差输出，进而控制电机的转动方向和转动角度。常见的 180 度角旋转舵机一般以 20 ms (50 Hz) 为时钟周期，通过 0.5 ~ 2.5 ms 高电平脉冲，对应控制舵机在 0 ~ 180 度之间转动。

该组件可用于对控制精度要求较低的场景，例如玩具小车、遥控机器人、家庭自动化等。

使用方法

舵机初始化：使用 iot_servo_new() 创建舵机句柄，ESP32 包含 LEDC_LOW_SPEED_MODE 和 LEDC_HIGH_SPEED_MODE 两组通道，有些芯片可能只支持一组。初始化配置项主要包括最大角度、信号频率、最小输入脉宽和最大输入脉宽，用于计算角度和占空比的对应关系；引脚、LEDC 定时器和通道用于指定 PWM 输出资源；
设置目标角度：使用 iot_servo_write_angle() 通过指定舵机句柄和目标角度，对舵机角度进行控制；
读取当前角度：可使用 iot_servo_read_angle() 获取舵机当前角度，需要注意的是该角度是根据输入信号进行推算的理论角度；
舵机去初始化：当舵机不再使用时，可使用 iot_servo_del() 删除舵机句柄。

每个舵机句柄会占用一个 LEDC 通道，同一个通道不能同时被多个舵机句柄使用。多个舵机句柄可以共享同一个 LEDC 定时器，但必须使用相同的 speed mode、频率和占空比分辨率；如果舵机需要不同的 PWM 频率，应使用不同的 LEDC 定时器。

应用示例

servo_handle_t servos[2] = { NULL };
servo_config_t servo_cfg = SERVO_CONFIG_DEFAULT(LEDC_LOW_SPEED_MODE, LEDC_TIMER_0, LEDC_CHANNEL_0, SERVO_CH0_PIN);
iot_servo_new(&servo_cfg, &servos[0]);

servo_cfg.channel = LEDC_CHANNEL_1;
servo_cfg.gpio_num = SERVO_CH1_PIN;
iot_servo_new(&servo_cfg, &servos[1]);

float angle = 100.0f;

// Set angle to 100 degree
iot_servo_write_angle(servos[0], angle);

// Get current angle of servo
iot_servo_read_angle(servos[0], &angle);

//deinit servo
iot_servo_del(servos[0]);
iot_servo_del(servos[1]);

API 参考

Header File

components/motor/servo/include/iot_servo.h

Functions

esp_err_t iot_servo_new(const servo_config_t *config, servo_handle_t *ret_servo)

Create a servo motor instance.

参数

config – Pointer of servo configure struct
ret_servo – Pointer to the created servo handle

返回

ESP_OK Success
ESP_ERR_INVALID_ARG Parameter error
ESP_ERR_NO_MEM No memory for servo instance
ESP_ERR_INVALID_STATE LEDC timer/channel resource conflict
ESP_FAIL Configure ledc failed

esp_err_t iot_servo_del(servo_handle_t servo)

Delete a servo motor instance.

参数

servo – Servo handle created by iot_servo_new

返回

ESP_OK Success
ESP_ERR_INVALID_ARG Parameter error
ESP_FAIL Stop ledc channel failed

esp_err_t iot_servo_write_angle(servo_handle_t servo, float angle)

Set the servo motor to a certain angle.

备注

This API is not thread-safe

参数

servo – Servo handle created by iot_servo_new
angle – The angle to go

返回

ESP_OK Success
ESP_ERR_INVALID_ARG Parameter error

esp_err_t iot_servo_read_angle(servo_handle_t servo, float *angle)

Read current angle of the servo.

参数

servo – Servo handle created by iot_servo_new
angle – Current angle of the channel

返回

ESP_OK Success
ESP_ERR_INVALID_ARG Parameter error

Structures

struct servo_config_t

Configuration of servo motor.

Public Members

uint16_t max_angle: Servo max angle

uint16_t min_width_us: Pulse width corresponding to minimum angle, which is usually 500us

uint16_t max_width_us: Pulse width corresponding to maximum angle, which is usually 2500us

uint32_t freq: PWM frequency

ledc_mode_t speed_mode: LEDC channel group with specified speed mode

ledc_timer_t timer_number: Timer number of ledc

ledc_channel_t channel: LEDC channel to use

gpio_num_t gpio_num: GPIO number of PWM output

Macros

SERVO_CONFIG_DEFAULT(_speed_mode, _timer_number, _channel, _gpio_num)

Default configuration for a common 180-degree servo.

The default PWM settings are 50 Hz with 500 us ~ 2500 us pulse width.

Type Definitions

typedef struct servo_t *servo_handle_t

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