如何选择适合您的总线伺服舵机与PWM舵机¶

介绍¶

在产品开发过程中，选择合适的伺服舵机对项目的成功至关重要。舵机主要分为传统PWM舵机和总线伺服舵机两种类型。本文将深入介绍这两种舵机的基本概念，比较它们的优劣，并分析各自的应用场景，帮助您做出明智的选择。

传统PWM舵机存在的问题¶

在探讨总线伺服舵机的优势之前，我们先来了解传统PWM舵机的不足之处。传统PWM舵机，如常见的SG90舵机，通过调节PWM（脉冲宽度调制）信号的脉宽来控制舵机角度。这种舵机存在以下主要问题：

1. 占用硬件资源，接线杂乱：每个舵机需要一个GPIO接口支持PWM信号输出，并占用单片机的定时器资源。当使用多个舵机时，接线非常复杂，占用大量I/O资源。
2. 精度差：PWM信号的分辨率受限于单片机和舵机。例如，Arduino Uno的PWM输出信号分辨率为255，对应的理论控制精度约为7.05°，远不能满足高精度要求。
3. 开环控制，无角度反馈：传统PWM舵机没有反馈机制，单片机无法确认舵机是否到达目标位置，导致控制精度受限，并且初始化时无法获取舵机的当前位置。
4. 无轨迹规划，动作不连贯：缺乏内置轨迹规划功能，需要开发者自行实现角度插值算法，导致舵机动作可能出现不连贯和抖动的问题。
5. 缺乏保护机制，容易烧毁：传统PWM舵机没有过载保护功能，容易因卡齿或关节卡住而烧毁，增加了维护和更换的成本。

总线伺服舵机的优势¶

总线伺服舵机通过单线半双工异步串行通信（TTL电平）工作，相比传统PWM舵机有以下显著优势：

1. 硬件资源占用少：控制多个舵机仅需占用单片机的两个GPIO管脚（接收端和发送端），最多可控制254个舵机，大幅减少I/O资源占用。
2. PC直接控制：通过舵机转接板，PC可以直接发送控制指令，不需要额外的单片机，简化了产品开发和算法验证。
3. 布线简洁：串联方式使接线更为简洁，减少了接线复杂度，提高了系统可靠性和美观度。
4. 高精度控制：舵机通过串口通信协议传递角度数据，传输更可靠准确。例如，RP8-U45舵机的控制精度可达0.066°。
5. 数据反馈与保护：可以实时反馈舵机的角度、电压、电流和温度等参数，通过这些数据，系统可以实现闭环控制，提高精度，并在过载时自动卸力，保护舵机不被烧毁。
6. 内置轨迹规划，动作平滑：内置轨迹规划算法，只需设定起始和终止位置及时间间隔，舵机即可自动规划平滑的轨迹，动作连贯无抖动。
7. 多种控制模式：除角度控制模式外，还支持轮式控制、阻尼控制和智能抓取等模式，功能丰富，应用灵活。
8. 支持用户自定义设置：可以根据具体需求对舵机进行参数配置，提供更多个性化控制选项。

结论¶

在产品开发中，选择合适的伺服舵机取决于具体应用需求。传统PWM舵机适用于对成本敏感且控制要求不高的场景，如**简单的玩具应用**。而总线伺服舵机则适合需要高精度、复杂控制和可靠性的场景，如**机械臂、智能机器人**等。通过理解两者的优劣，可以更好地选择合适的舵机，提升产品性能和用户体验。