Pi3基础学习套件 Lesson12：舵机控制

概述

在本课中我们将介绍如何用树莓派控制SG90舵机。

所需器件

1 * Raspberry Pi

1 * Breadboard

1 * SG90舵机

Jumper wires

1 * T-Extension Board

1 * 40-Pin Cable

工作原理

SG90是一款180度舵机，因此SG90舵机轴可以在0-180度范围内旋转。舵机内部直流电机和定位器组成，外部有3条线，红色线是电源正极，棕色线是电源负极，SG90舵机要求电压在4.8V-6V之间电压，黄色线是信号线。信号线引脚需要一个PWM信号控制，舵机旋转角度是由PWM信号的占空比(DutyCycle)决定的。

占空比(DutyCycle)=脉冲宽度(PulseWidth)/周期(Period)

其中

周期(Period)=1/频率(Frequency)

所以

占空比=脉冲宽度/(1/频率)=脉冲宽度*频率

软件

for C language user

在Raspbian系统中有个程序模块叫ServoBlaster，这个软件模块可以很好地控制舵机，同时它还可以产生PWM信号，在本课中我们将使用ServoBlaster驱动舵机，更多关于ServoBlaster的信息请看这里。ServoBlaster模块需要自己手动安装，具体步骤请看下面

cd  ~

git  clone  /github.com/richardghirst/PiBits.git

cd  PiBits/ServoBlaster/user

make

sudo make install

执行完以上命令就能安装ServoBalster模块，安装成功后会在/dev/下面生成一个叫servolaster的设备文件，运行下面的命令检查ServoBalster是否安装成功

注意：如果出现”servod:cannot parse the hardware name string”,请将/PiBits/ServoBlaster/user/servod.c文件的第960行中的else if (strstr(modelstr, “BCM2709”) 改成

else if (strstr(modelstr, “BCM2709”) || strstr(modelstr, “BCM2835”))，再重启Pi

ls /dev/servoblaster

安装好ServoBalster接下来就可以使用了。

1) 在/home/pi下新建一个.文件，文件名随意（你爱咋咋地）

cd  ~

sudo  nano  servo.c

向新建的文件中键入如下代码

#include 
#include 
#include 

int main()
{
   // run servo program
    system("sudo /home/pi/PiBits/ServoBlaster/user/servod");
    printf("\n");
   while(1)
    {
    printf("\n");
    printf("--------------------------------------->\n");
    system("echo 0=50 > /dev/servoblaster");//go to 0 degree
    printf("0                                           degree\n");
    sleep(1);

    system("echo 0=150 > /dev/servoblaster");//go to 90 degree
    printf("                 90                         degree\n");
    sleep(1);

    system("echo 0=250 > /dev/servoblaster");//go to 180 degree
    printf("                                     180    degree\n");
    sleep(1);
    }
    return 0;
}

完整的源代码通过下面命令可以获取
gwet http:osoyoo.com/driver/pi3_start_learning_kit_lesson_12/servo.c
3) 编译
gcc -Wall -o servo servo.c
4) 执行程序
sudo ./servo
5) 最终结果
程序运行起来后，舵机会旋转到中间位置，也就是90度位置
其实，你还可以写一个shell脚本，在脚本里面调用ServoBalster更好控制舵机，具体步骤请看下面
1) 在/home/pi下新建一个shell脚本文件
cd ~
sudo nano servo.sh
2) 向新建的shell脚本中写入如下代码

 #!/bin/bash
 echo 'Program is running,Press Ctrl+C to end the program'
 i=50
 #run servod program
 sudo ~/PiBits/ServoBlaster/user/servod
 #go to centre position
 echo 0=150 > /dev/servoblaster
 #delay 1s
 sleep 1
 #hile loop
 while [ $i -ne 250 ]
 do
    #go to $i position
    echo 0=$i > /dev/servoblaster
    sleep 0.1
    #i+2
    i=$(($i + 2))
done
#finally go to centre position
echo 0=150 > /dev/servoblaster

保存退出

注意：完整的shell脚本程序可以通过运行这个命令下载

wget  http:osoyoo.com/driver/pi3_start_learning_kit_lesson_12/servo.sh

更多关于shell脚本编程的知识请看这里。
3) 修改shell脚本的执行权限
sudo 777 servo.sh
4) 执行shell脚本
./servo.sh
5) 最终结果
运行上面的shell脚本后，舵机首先会转到90度位置，然后转到0度，从0度位置慢慢旋转到180度位置，再从180度转到90，最后停在90度位置。
for python user

1) 在/home/pi下新建一个.py脚本文件，文件名随意（你爱咋咋地）

cd  ~

sudo  nano  servo.py

2) 编码

向新建的python脚本文件中写入如下代码

import os
import time

#run servod program
os.system('sudo /home/pi/PiBits/ServoBlaster/user/servod')

#print message at the beginning ---custom function
def print_message():
    print ('|**********************************|')
    print ('|           Servo test             |')
    print ('|  ----------------------------    |')
    print ('|    Servo Connect to GPIO 7       |')
    print ('|  ----------------------------    |')
    print ('|                                  |')
    print ('|                            OSOYOO|')
    print ('|**********************************|\n')
    print ('Program is running...')
    print ('Please press Ctrl+C to end the program...')
    pass
def main():
    #print info
    print_message()
    while True:
    #go to 0 degree(left position)
        os.system("echo 0=50 > /dev/servoblaster")
    print('\n')
        print('------------------------------------->')
        print('0                                       degree')
        time.sleep(0.5)
    #go to 90 degree(middle position)
        os.system("echo 0=150 > /dev/servoblaster")
    print('               90                       degree')
        time.sleep(0.5)
    #go to 180 degree(right position)
    os.system("echo 0=250 > /dev/servoblaster")
    print('                                 180    degree')
        time.sleep(0.5)


# if run this script directly ,do:
if __name__ == '__main__':
    try:
            main()
    #when 'Ctrl+C' is pressed,child program destroy() will be executed.
    except KeyboardInterrupt:
    
        pass

程序运行起来后，舵机将在0度、90度、180度之间来回旋转

3) 执行脚本

sudo python servo.py

4) 最终结果

运行上面的脚本后，舵机先转到90度位置，然后在0、90、180三个位置来回移动，同时屏幕上打印出舵机位置