第2章执行器
执行器（actuator）是一种用于控制其他设备或系统的装置，通常用于实现某种特定功能，如开关、调节、传动等。执行器可以根据不同的分类标准进行分类，以下是一些常见的执行器类型：
1 电动执行器：利用电动机驱动，用于实现各种类型的阀门、挡板、风门等设备的调节与控制。以下是一个简单的使用arduino和伺服电机控制阀门的开关的示例代码。这个示例中使用了`servo`库来控制伺服电机，`analogwrite()`函数来设置伺服电机的位置。
首先，请确保你已经正确连接了arduino开发板和伺服电机，并了解伺服电机的信号线连接到arduino的哪个引脚。在本示例中，我们将假设伺服电机的信号线连接到了arduino的`9`号引脚。
```cpp
include ＜servoh＞
servo servo;
void setup() {
servoattach(9); // 连接到arduino的9号引脚
}
void loop() {
// 打开阀门
servowrite(180);
delay(1000); // 等待1秒
// 关闭阀门
servowrite(0);
delay(1000); // 等待1秒
}
```
1 包含`servoh`头文件，以使用`servo`库。
2 创建一个`servo`对象`servo`。
3 在`setup()`函数中，将伺服电机连接到arduino的9号引脚。
4 在`loop()`函数中，首先将伺服电机设置为180度，这将使阀门打开。然后等待1秒，以便观察阀门的开启。
5 接着，将伺服电机设置为0度，这将使阀门关闭。然后再次等待1秒，以便观察阀门的关闭。
2 气动执行器：利用压缩空气作为动力源，用于实现各种类型的阀门、挡板、风门等设备的调节与控制。
3 液压执行器：利用液压油作为动力源，用于实现各种类型的阀门、挡板、风门等设备的调节与控制。
4 机械执行器：利用机械装置进行驱动，用于实现各种类型的阀门、挡板、风门等设备的调节与控制。
5 智能执行器：集成了传感器、控制器和执行器功能的智能化设备，能够实现自主检测、控制和调节等功能。
执行器在不同的应用场景中有不同的特点和优势，需根据实际需求和预算进行选择。在选择执行器时，需要考虑的因素包括执行器的类型、推力/力矩、速度、定位精度、响应时间、工作环境、接口类型等。
操作执行器的方法取决于执行器的类型、特性以及所使用的控制方式。以下是一般性的操作执行器的步骤：
1 了解执行器：了解执行器的类型、功能、输入输出信号、控制方式等。
2 安装与连接：将执行器安装到目标设备上，并将执行器与控制系统进行连接。根据需要，可能包括电气连接、通信连接等。
3 设置参数：根据执行器的特性和控制需求，设置相应的参数，如控制信号类型、操作模式、安全限制等。
4 控制信号输入：将控制信号施加到执行器上，以实现对目标设备的控制。控制信号可以是模拟信号、数字信号或计算机指令等形式。
5 监控与调节：监控执行器的运行情况，根据需要对执行器进行调节，以确保目标设备的控制效果。
6 维护与故障排除：定期对执行器进行维护，以确保其正常运行。发生故障时，根据执行器的故障特征进行排查和解决。
具体操作步骤可能因执行器类型、控制方式等的不同而有所差异。请参考执行器的说明书或技术资料进行具体操作。
优点：
1 易于控制：执行器可以通过各种输入信号（如模拟信号、数字信号或计算机指令）轻松控制，从而实现对目标设备的精确调节。
2 高度可靠：执行器通常具有高性能和可靠性，能够适应不同的工作环境，以确保系统的稳定运行。
3 广泛的应用范围：执行器可用于各种应用场景，例如工业控制、智能家居、汽车电子等。
缺点：
1 成本：执行器可能需要额外的硬件和软件投资，这可能会增加项目的成本。
2 复杂性：执行器的控制可能需要一定的技术知识和技能，这可能会使一些用户难以实现有效的控制。
3 维护：执行器可能需要定期维护，以确保其正常运行。这可能会增加运行成本和操作复杂性。执行器是用于执行某种操作的设备，通常用于控制其他设备或系统。
执行器在物联网（inter of things，iot）中也扮演着重要角色。执行器是一种将输入信号转化为驱动装置的输出信号，从而实现对系统进行控制的装置。在物联网应用中，执行器通常与传感器相结合，实现对物体和行为的精确控制。
执行器在物联网中的作用主要体现在以下几个方面：
1 实现自动化控制：执行器根据物联网系统中传感器采集到的信息，自动调节和控制设备的工作状态，如开关、速度、位置等，从而实现自动化控制。
2 提高系统效率：通过执行器的实时控制，物联网系统可以根据环境变化和需求波动进行自适应调整，提高系统效率和响应速度。
3 安全保障：执行器可以实时监测设备的运行状态，发现异常情况时立即采取措施，如关闭设备、报警等，以提高生产安全和设备安全。
4 降低能耗：执行器可以根据传感器的数据自动调节设备的工作状态，以降低能耗和节省资源。
5 创新应用场景：执行器在物联网中的广泛应用，为许多创新应用场景提供了可能，如智能家居、智能建筑、智能农业等。
以下是一个使用python编写的简单示例，演示如何使用gpio控制led灯。
```python
import rpigpio as gpio
import time
设置gpio模式为bcm
gpiosetmode(gpiobcm)
设置gpio4为输出模式
gpiosetup(4, gpioout)
def turn_on_led():
gpiooutput(4, gpiohigh)
def turn_off_led():
gpiooutput(4, gpiolow)
def blink(n):
for i in range(n):
turn_on_led()
timesleep(05)
turn_off_led()
timesleep(05)
if __name__ == &34;__main__&34;:
try:
blink(5)
except keyboardinterrupt:
pass
finally:
重置gpio
gpiocleanup()
```
在这个示例中，我们使用raspberry pi的gpio库控制led灯。通过将gpio 4设置为输出模式，我们可以在代码中控制led的亮和灭。`blink`函数用于让led闪烁指定的次数。在实际应用中，您可以将此代码修改为其他执行器，如电机、阀门等。