你们宿舍谁关灯？——SG90 舵机是怎么工作的

来源：抖音视频 · 立创商城 · 约 37 秒 · 作品 ID 7697201553719053583

让宿舍实现「关灯自由」的是开关上那颗 5 块钱的 SG90 舵机。它不是普通电机，而是一个自带反馈的小闭环系统：单片机每 20 毫秒发一个脉冲，脉冲有多宽，它就转到哪个角度；转到位后电位器把角度变成电压回传，芯片比较后自动纠偏。

视频只讲了原理（约 37 秒）。下面的接线、代码、安装和安全部分是我按公开资料补的通用做法，已分别标注，不要把补充内容当成视频里说过。

1. 视频回答的几个问题

2. 拆开看：四个零件各干一件事

闭合的一圈是这样的： 单片机给目标脉宽 → 芯片驱动 电机 → 减速齿轮 → 输出轴转动 → 带动 电位器 → 电位器电压回到芯片 → 芯片发现没到就继续转，到了就停。

所以舵机和普通直流电机的根本区别是：你给的不是一个「转/不转」，而是一个「转到多少度」，剩下的它自己闭环完成。视频里说的「自动纠偏」就是这个环在起作用——外力把它掰偏了，它会自己转回来。

3. 关键：脉宽决定角度

此处配图暂缺，参阅原帖。

视频提到 1.5 ms 为中位；1.0、2.0 ms 只是常见示例，不是每颗舵机的角度或安全端点。不同型号及机构的行程和映射都可能不同。先查手上舵机规格，以中位小幅移动，逐步标定并避开机械限位。参考 M5Stack SG90 资料。

图中使用 20 ms 作为常见周期。舵机主要根据高电平持续时间判断目标位置，允许的刷新周期和信号电平要看具体型号。

4. 接线：三根线，两件事最容易错

三条最容易出事的：

1. 供电容量按手上舵机和负载确认。 舵机启动或受阻时电流会明显上升，不能凭扭矩猜电流；优先查具体规格书或实测。供电能力不足可能导致复位、抖动或发热。
2. GND 一定要共地。 电源地和单片机地不连在一起，信号没有回路，表现为不转或乱抖。
3. 先确认线序再上电。 不同厂家的配色会变（也有黑-红-白），以你手上那颗的实际标签为准。

5. 怎么用代码打脉宽

Arduino（用 writeMicroseconds 比 write(角度) 更可控）：

#include <Servo.h>
Servo s;
void setup() { s.attach(9); }          // 信号线接 9 号脚
void loop() {
  s.writeMicroseconds(1500);           // 1.5 ms → 中位
  delay(1000);
  s.writeMicroseconds(2000);           // 2.0 ms → 拨向一端
  delay(1000);
}

Servo.h 的默认映射约是 544–2400 µs，所以 write(90) 出来的不是精确的 1500 µs。要精确就用 writeMicroseconds()。

STM32（HAL，示意代码）： 需先按实际时钟、引脚复用和定时器配置设置 PSC、GPIO 和 PWM 通道；以下片段不能单独直接运行。

// 目标：周期 20 ms（50 Hz），脉宽用微秒直接写
// TIM 计数时钟 = 1 MHz → 1 个计数 = 1 µs
// PSC = TIM_CLK / 1MHz - 1     例：72 MHz 时 PSC = 71
// ARR = 19999                  例：20 ms / 1 µs - 1
// CCR = 脉宽(µs)               例：1500 → 1.5 ms
__HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim3, 19999);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, 1500);   // 1500 µs
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);

ESP32（Arduino-ESP32 旧版 LEDC API 示例）： 这不是 ESP-IDF 代码，使用前先核对安装的 Arduino 内核版本和实际引脚。

const int ch = 0, pin = 18;
ledcSetup(ch, 50, 16);                 // 50 Hz，16 位分辨率
ledcAttachPin(pin, ch);
// 通用换算：duty = 脉宽(µs) × 65536 / 20000
ledcWrite(ch, (uint32_t)(1500.0 * 65536 / 20000));     // ≈ 4915 → 1.5 ms

ESP32 的 LEDC API 在不同内核版本里名字不一样（新版是 ledcAttach / ledcWriteChannel），按你装的版本的示例改一下即可。

6. 真装到宿舍开关上：先看机械和安全

视频没有讲安装，这部分是补充的通用注意事项：

• 只在外面拨，不要拆 220 V 开关面板。 面板内部是市电带电部分，拆开操作有触电风险；这个项目应该是在面板外部用舵机推拉翘板，不碰接线。
• 固定要牢。 舵机发力时反作用力会把自身顶开，用支架、扎带或强力双面胶固定，并留出摆臂行程余量，不要让摆臂顶死在机械限位上。
• 别让它长期堵转。 扭矩不够或卡住时会持续大电流，导致发热甚至烧毁；行程两端要留余量。
• 先确认宿舍管理规定。 「宿舍神器」类改造在很多学校属于违规用电/改造，别为了关灯被通报。

7. 出问题怎么排查

8. 和你手头项目的关系

你的四足机器人也涉及舵机控制，但型号与 SG90 不同；下面是需要结合 MF168 资料确认的通用思路：

• 你的当前方案是 8 个 MF168 舵机。 舵机电源与逻辑供电的分配、电压及电源容量应按 MF168 官方资料和实际测量确定；电源地与信号参考地的连接也应按实际系统设计。这里的 SG90 参数不能套用到 MF168。
• 角度标定要实测。 逐颗记录中位和安全行程；你的方案使用 PCA9685 时，按实际驱动代码配置脉宽，不照搬 Arduino writeMicroseconds 示例。
• 行程留余量。 腿足机构最容易顶到限位，顶死就是持续大电流 + 发热。
• PCA9685 可以统一产生多路 PWM 信号。 它不提供舵机位置反馈，也不保证比单片机定时器更高精度；频率和脉宽仍按实际舵机确定。

以上是我给的通用建议，不是对你现有机器人做的实测结论。