《ESP32 入門》NodeMCU-32S 控制 SG90 伺服馬達（Servo）
用 ESP32 NodeMCU-32S 搭配 ESP32Servo 函式庫控制 SG90 伺服馬達。教學包含基本角度控制與可變電阻即時調整角度，附接線圖、程式碼與供電注意事項。
伺服馬達（Servo），對岸稱為舵機，常見於遙控車、機器手臂、機器人等用途。一般型式的伺服馬達可以旋轉 0~180 度，而且可以透過 PWM 訊號精準控制角度。伺服馬達款式型號非常多，本篇以最常見、最便宜的 SG90 為例來進行介紹，其他像 MG995、MG996R 等金屬齒輪款的使用方式基本相同。
認識 SG90
SG90 是一顆微型伺服馬達，體積小、價格便宜，非常適合入門學習。以下是它的基本規格：
| 項目 | 規格 |
|---|---|
| 工作電壓 | 4.8V ~ 6V |
| 旋轉角度 | 0° ~ 180° |
| 空載電流 | 約 100~200mA |
| 堵轉電流 | 約 600~700mA |
| 重量 | 約 9g |
SG90 有 3 條線，順序是固定的：
| 線色 | 功能 |
|---|---|
| 橘色（或黃色） | 訊號線（Signal） |
| 紅色 | VCC（電源正極） |
| 褐色（或黑色） | GND（電源負極） |
💡 小提醒：不同廠商的線色可能略有差異，有些 GND 是褐色、有些是黑色，訊號線有些是橘色、有些是黃色。如果不確定，請對照賣家提供的規格表。
準備材料
| 材料 | 數量 |
|---|---|
| NodeMCU-32S 開發板 | 1 |
| SG90 伺服馬達 | 1 |
| 杜邦線 / 麵包板跳線 | 若干 |
| 麵包板 | 1（選用） |
接線方式
| SG90 | NodeMCU-32S |
|---|---|
| 訊號線（橘/黃） | GPIO 26 |
| VCC（紅） | VIN（5V） |
| GND（褐/黑） | GND |
⚠️ 為什麼 VCC 接 VIN 而不是 3V3？ SG90 的工作電壓是 4.8V~6V，ESP32 的 3.3V 不夠推動它。NodeMCU-32S 在 USB 供電時，VIN 腳位可以輸出約 5V，剛好在 SG90 的工作範圍內。
⚠️ 電流注意：單顆 SG90 空載運作電流約 100~200mA，但堵轉（被卡住）時可達 600~700mA。如果你要同時驅動 2 顆以上的伺服馬達，建議外接獨立的 5V 電源供電，不要全靠 ESP32 的 USB 供電，否則容易出現抖動甚至重開機的狀況。
ESP32 控制伺服馬達的方式
在 Arduino Uno 上，我們通常使用內建的 Servo.h 函式庫來控制伺服馬達，非常方便。但在 ESP32 上，原版的 Servo.h 是不能用的，因為底層的計時器架構不同。
好消息是，有一個專門為 ESP32 開發的函式庫叫 ESP32Servo，用法和原版幾乎一模一樣，只要安裝好就能無痛切換。
安裝 ESP32Servo 函式庫
在 Arduino IDE 中：
- 點選上方選單「工具」→「管理函式庫...」
- 搜尋 ESP32Servo
- 找到 ESP32Servo by Kevin Harrington，點「安裝」
安裝完成後就可以在程式中使用了。
範例一：基本角度控制
我們先來寫一個最簡單的例子：讓伺服馬達歸零（回到 0 度），停 1 秒，轉到 90 度，停 1 秒，再轉到 180 度，然後依序轉回來。
#include <ESP32Servo.h> // 載入 ESP32 專用的 Servo 函式庫
Servo myservo; // 建立 Servo 物件
void setup() {
myservo.attach(26); // 訊號線接到 GPIO 26
}
void loop() {
myservo.write(0); // 旋轉到 0 度（歸零）
delay(1000);
myservo.write(90); // 旋轉到 90 度
delay(1000);
myservo.write(180); // 旋轉到 180 度
delay(1000);
myservo.write(90); // 轉回 90 度
delay(1000);
}
上傳程式後，你會看到 SG90 的搖臂依序轉到 0°→90°→180°→90°，不斷循環。
程式核心就兩行：
myservo.attach(26);— 設定伺服馬達的訊號線接在哪個 GPIOmyservo.write(角度);— 控制旋轉角度，參數為 0~180
就這樣，真的很簡單！
範例二：搭配可變電阻即時控制角度
學會基本控制後，我們再來進階一點，用一顆可變電阻（旋鈕）來即時控制伺服馬達的角度，轉動旋鈕就能讓馬達跟著轉。
額外材料
| 材料 | 數量 |
|---|---|
| 可變電阻（10KΩ） | 1 |
接線
可變電阻有 3 支腳，中間腳接 GPIO 34（類比輸入），兩側分別接 3V3 和 GND。伺服馬達的接線不變。
| 可變電阻 | NodeMCU-32S |
|---|---|
| 左腳 | GND |
| 中間腳 | GPIO 34 |
| 右腳 | 3V3 |
程式碼
#include <ESP32Servo.h>
Servo myservo;
const int servoPin = 26; // 伺服馬達訊號線
const int potPin = 34; // 可變電阻接類比輸入
void setup() {
Serial.begin(115200);
myservo.attach(servoPin);
}
void loop() {
int potValue = analogRead(potPin); // 讀取可變電阻的值（0~4095）
int angle = map(potValue, 0, 4095, 0, 180); // 對應到 0~180 度
myservo.write(angle); // 控制伺服馬達
Serial.print("可變電阻值: ");
Serial.print(potValue);
Serial.print(" 角度: ");
Serial.println(angle);
delay(20); // 短暫延遲，讓馬達有時間反應
}
ESP32 的 ADC 解析度是 12-bit，所以 analogRead() 回傳的值是 0~4095（Arduino Uno 是 10-bit，0~1023）。我們用 map() 把 0~4095 對應到 0~180 度，就能用旋鈕即時控制角度了。打開 Serial Monitor（鮑率 115200）可以看到即時的數值變化。
ESP32 GPIO 使用注意事項
老規矩，提醒一下 ESP32 有些 GPIO 要避開：
- GPIO 0、2、12、15：Strapping Pins，影響開機模式，避免使用。
- GPIO 6~11：連接內部 SPI Flash，不能使用。
- GPIO 34、35、36、39：純輸入腳位（Input Only），不能輸出 PWM，但可以拿來接可變電阻做類比輸入。
本範例伺服馬達訊號線使用 GPIO 26（輸出），可變電阻使用 GPIO 34（輸入），都在安全範圍內。
常見問題
Q：伺服馬達一直抖動，或是一直斷？ 最常見的原因是供電不足。確認 VCC 接到 VIN（5V），不是 3V3。如果同時接了其他耗電元件或多顆馬達，建議外接獨立的 5V 電源。另外，杜邦線太長或接觸不良也會造成抖動。
Q：馬達轉的角度不準？ SG90 是入門級的伺服馬達，精度本來就有限。如果你發現 write(0) 時馬達沒有完全轉到底，可以用 myservo.attach(26, 500, 2400); 自訂脈衝寬度範圍來微調（預設是 544~2400 微秒）。
Q：可以用 ESP32 原版的 Servo.h 嗎？ 不行，Arduino 原版的 Servo.h 不支援 ESP32 的計時器架構，編譯會失敗。請安裝 ESP32Servo 函式庫，用法幾乎一樣，改個 #include 就好。
Q：ESP32 最多能控制幾顆伺服馬達？ ESP32Servo 函式庫最多可以同時控制 16 顆伺服馬達（對應 LEDC 的 16 個通道），比 Arduino Uno 的 12 顆還多。當然前提是電源要夠力。
Q：可以用 MG995 或其他伺服馬達嗎？ 可以，程式完全相同。但 MG995 這類金屬齒輪馬達的堵轉電流更大（可達 1.2A 以上），一定要外接獨立電源，絕對不能只靠 ESP32 的 USB 供電。
小結
這篇我們學會了用 ESP32 NodeMCU-32S 搭配 ESP32Servo 函式庫來控制 SG90 伺服馬達。核心就是 attach() 指定腳位、write() 控制角度，跟 Arduino 的用法幾乎一樣。我們還用可變電阻做了即時角度控制的進階範例。掌握了伺服馬達，你就可以延伸做機器手臂、自動門鎖、雲台等各種有趣的專案了！
