Сервопривод — это мотор-редуктор, способный поворачивать выходной вал в заданное положение (на заданный угол) и удерживать его в этом положении, вопреки сопротивлениям и возмущениям. Сервопривод Tower Pro 9g SG90 не имеет мощные характеристики (всего 1,2-1,6 кг*см), но имеет недорогую цену. Отлично подходит для управления небольшими легкими механизмами под управлением контроллеров Arduino, Raspberry Pi и т.п.. Рабочее напряжение Tower Pro 9g SG90 от 3В до 7.2В, угол поворота ограничен диапазоном от 0 до 180 градусов (в реальность — чуть больше).
В этой статье будем управлять сервоприводом SG90 с помощью PCA9685 из Python на Orange Pi PC. Можно использовать Raspberry Pi, Banana Pi, NanoPi или любой другой мини-компьютер под управлением ОС Linux имеющий I2C порт.
Библиотека на Python для PCA9685
Поскольку библиотека Adafruit_Python_PCA9685 для работы с PCA9685 из Python работает только на Raspberry Pi, она была переписана так, чтобы ее можно было использовать на Orange Pi и Banana Pi. Теперь используется SMBus в качестве I2C драйвера, как установить тут: SMBus: Работа с шиной I2C на Python в Raspberry Pi/Orange Pi/Banana Pi.
Файл PCA9685.py
import logging
import time
import math
# Based on Adafruit Lib:
# https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_PCA9685/blob/master/Adafruit_PCA9685/PCA9685.py
# Default address:
PCA9685_ADDRESS = 0x40
# Registers/etc:
MODE1 = 0x00
MODE2 = 0x01
SUBADR1 = 0x02
SUBADR2 = 0x03
SUBADR3 = 0x04
PRESCALE = 0xFE
LED0_ON_L = 0x06
LED0_ON_H = 0x07
LED0_OFF_L = 0x08
LED0_OFF_H = 0x09
ALL_LED_ON_L = 0xFA
ALL_LED_ON_H = 0xFB
ALL_LED_OFF_L = 0xFC
ALL_LED_OFF_H = 0xFD
# Bits:
RESTART = 0x80
SLEEP = 0x10
ALLCALL = 0x01
INVRT = 0x10
OUTDRV = 0x04
# Channels
CHANNEL00 = 0x00
CHANNEL01 = 0x01
CHANNEL02 = 0x02
CHANNEL03 = 0x03
CHANNEL04 = 0x04
CHANNEL05 = 0x05
CHANNEL06 = 0x06
CHANNEL07 = 0x07
CHANNEL08 = 0x08
CHANNEL09 = 0x09
CHANNEL10 = 0x0A
CHANNEL11 = 0x0B
CHANNEL12 = 0x0C
CHANNEL13 = 0x0D
CHANNEL14 = 0x0E
CHANNEL15 = 0x0F
class PCA9685(object):
def __init__(self, i2cBus, address=PCA9685_ADDRESS):
self.i2cBus = i2cBus
self.address = address
self.begin()
def begin(self):
"""Initialize device"""
self.set_all_pwm(0, 0)
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, MODE2, OUTDRV)
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, MODE1, ALLCALL)
time.sleep(0.005) # wait for oscillator
mode1 = self.i2cBus.read_byte_data(self.address, MODE1)
mode1 = mode1 & ~SLEEP # wake up (reset sleep)
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, MODE1, mode1)
time.sleep(0.005) # wait for oscillator
def reset(self):
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, MODE1, RESTART)
time.sleep(0.01)
def set_address(self, address):
"""Sets device address."""
self.address = address
def set_i2c_bus(self, i2cBus):
"""Sets I2C Bus."""
self.i2cBus = i2cBus
def set_pwm(self, channel, on, off):
"""Sets a single PWM channel."""
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, LED0_ON_L + 4 * channel, on & 0xFF)
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, LED0_ON_H + 4 * channel, on >> 8)
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, LED0_OFF_L + 4 * channel, off & 0xFF)
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, LED0_OFF_H + 4 * channel, off >> 8)
def set_all_pwm(self, on, off):
"""Sets all PWM channels."""
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, ALL_LED_ON_L, on & 0xFF)
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, ALL_LED_ON_H, on >> 8)
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, ALL_LED_OFF_L, off & 0xFF)
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, ALL_LED_OFF_H, off >> 8)
def set_pwm_freq(self, freq_hz):
"""Set the PWM frequency to the provided value in hertz."""
prescaleval = 25000000.0 # 25MHz
prescaleval /= 4096.0 # 12-bit
prescaleval /= float(freq_hz)
prescaleval -= 1.0
prescale = int(math.floor(prescaleval + 0.5))
oldmode = self.i2cBus.read_byte_data(self.address, MODE1)
newmode = (oldmode & 0x7F) | 0x10 # sleep
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, MODE1, newmode) # go to sleep
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, PRESCALE, prescale)
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, MODE1, oldmode)
time.sleep(0.005)
self.i2cBus.write_byte_data(self.address, MODE1, oldmode | 0x80)
def __enter__(self):
return self
def __exit__(self, exception_type, exception_value, traceback):
self.reset()
Описание методов (функций)
__init__()
Конструктор класса.
__init__(self, i2cBus, address=PCA9685_ADDRESS)
Параметры
i2cBus — Объект типа PCA9685.
address — I2C адрес устройства. По умолчанию PCA9685_ADDRESS = 0x40.
begin()
Инициализация устройства.
begin(self)
set_address()
Установка адреса устройства.
set_address(self, address)
Параметры
address — I2C адрес устройства.
set_i2c_bus()
Установка I2C шины.
set_i2c_bus(self, i2cBus)
Параметры
i2cBus — Объект типа PCA9685.
set_pwm()
Устанавливает ШИМ одного из выводов PCA9685.
set_pwm(self, channel, on, off)
Параметры
channel — Один из выводов PWM от 0 до 15.
on — В какой момент цикла из 4096 частей включить ШИМ.
off — В какой момент цикла из 4096 частей выключить ШИМ.
set_all_pwm()
Устанавливает ШИМ на все выводы PCA9685.
set_all_pwm(self, on, off)
Параметры
on — В какой момент цикла из 4096 частей включить ШИМ.
off — В какой момент цикла из 4096 частей выключить ШИМ.
set_pwm_freq()
Устанавливает частоту ШИМ для всего чипа, до ~ 1,6 кГц.
set_pwm_freq(self, freq_hz)
Параметры
freq_hz — Частота в Герцах.
Библиотека на Python для сервоприводов
Для более удобного управления сервоприводом, основные функции были собраны в одном классе — ServoPCA9685. Тут можно найти минимальную (servo_min = 130) и максимальную (servo_max = 510) длину импульса для безопасного управления сервоприводом SG90.
# Configure min and max servo pulse lengths servo_min = 130 servo_max = 510
Если ваш сервопривод работает с другими значениями, тогда вы можете редактировать их.
Файл ServoPCA9685.py
import time
# Servo with PCA9685 implementation
# Configure min and max servo pulse lengths
servo_min = 130 # Min pulse length out of 4096 / 150/112
servo_max = 510 # Max pulse length out of 4096 / 600/492
def map(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
return (x - in_min) * (out_max - out_min + 1) / (in_max - in_min + 1) + out_min
class ServoPCA9685(object):
def __init__(self, pca9685, channel):
self.pca9685 = pca9685
self.channel = channel
self.set_pwm_freq(50)
self.set_pulse(300)
def set_pwm_freq(self, freq=50):
self.pca9685.set_pwm_freq(freq)
time.sleep(0.005)
def set_angle(self, angle):
self.set_pulse(map(angle, 0, 180, servo_min, servo_max))
def set_pulse(self, pulse):
if pulse >= servo_min and pulse <= servo_max:
self.pca9685.set_pwm(self.channel, 0, pulse)
time.sleep(0.005)
def disable(self):
self.pca9685.set_pwm(self.channel, 0, 0)
time.sleep(0.005)
Описание методов (функций)
__init__()
Конструктор класса.
__init__(self, pca9685, channel)
pca9685 — Объект типа PCA9685.
channel — Один из ШИМ выводов PCA9685 от 0 до 15.
set_pwm_freq()
Установка частоты ШИМ для вашего сервопривода.
set_pwm_freq(self, freq=50)
freq — Частота в Герцах. По умолчанию freq=50.
set_angle()
Установка примерного угла сервопривода.
set_angle(self, angle)
angle — Угол от 0 до 180 градусов.
set_pulse()
Установка длины импульса.
set_pulse(self, pulse)
pulse — Длина ШИМ импульса.
disable()
Отключение сервопривода (установка длины импульса в ноль «0»).
disable(self)
Примеры программ
Схема подключения сервопривода SG90 к PCA9685
Управление одним сервоприводом SG90
Чтобы управлять сервоприводом посредством PCA9685 нужно соблюдать следующие шаги:
- Нужно открыть шину I2C «0» (или «1»);
i2cBus = smbus.SMBus(0)
- Создаём объект класса
PCA9685, а в качестве параметра конструктора используем выше созданный объект:i2cBus;pca9685 = PCA9685.PCA9685(i2cBus)
- Создаём объект класса
ServoPCA9685для управления одного сервопривода, в качестве первого параметра используем выше созданный объект,pca9685, а второй параметр — это номер канала PCA9685, можно выбрать следующие значения:PCA9685.CHANNEL00,PCA9685.CHANNEL01,PCA9685.CHANNEL02, …,PCA9685.CHANNEL15или номера от 0 до 15;servo00 = ServoPCA9685.ServoPCA9685(pca9685, PCA9685.CHANNEL00)
- Для управления сервоприводом можно использовать два метода, а именно:
set_pulse(pulse), гдеpulse— это длина ШИМ импульса отservo_min = 130доservo_max = 510; иset_angle(angle), гдеangle— это угол поворота от 0 до 180 градусов, метод (функция) пропорционально переносит значение из текущего диапазона значений в градусах (от 0 до 180) в новый диапазон (от 130 до 510) в импульсах.
Нижеприведённый пример кода поварачивает сервопривод в одну сторону,
# 130 -> 510
for pulse in range(ServoPCA9685.servo_min, ServoPCA9685.servo_max + 1):
servo00.set_pulse(pulse)
time.sleep(0.01)
потом в другую
# 510 -> 130
for pulse in reversed(range(ServoPCA9685.servo_min, ServoPCA9685.servo_max + 1)):
servo00.set_pulse(pulse)
time.sleep(0.01)
с использованием метода set_pulse(pulse), а в конце отключает подаваемый на сервопривод ШИМ.
servo00.disable()
Файл servo_1x_pulse.py
Пример управления сервоприводом используя метод set_pulse(pulse).
import time
import smbus
import PCA9685
import ServoPCA9685
i2cBus = smbus.SMBus(0)
pca9685 = PCA9685.PCA9685(i2cBus)
servo00 = ServoPCA9685.ServoPCA9685(pca9685, PCA9685.CHANNEL00)
# 130 -> 510
for pulse in range(ServoPCA9685.servo_min, ServoPCA9685.servo_max + 1):
servo00.set_pulse(pulse)
time.sleep(0.01)
# 510 -> 130
for pulse in reversed(range(ServoPCA9685.servo_min, ServoPCA9685.servo_max + 1)):
servo00.set_pulse(pulse)
time.sleep(0.01)
servo00.disable()
Файл servo_1x_angle.py
Пример управления сервоприводом используя метод set_angle(angle).
import time
import smbus
import PCA9685
import ServoPCA9685
i2cBus = smbus.SMBus(0)
pca9685 = PCA9685.PCA9685(i2cBus)
servo00 = ServoPCA9685.ServoPCA9685(pca9685, PCA9685.CHANNEL00)
# 0 - > 180
for angle in range(0, 180 + 1):
servo00.set_angle(angle)
time.sleep(0.01)
# 180 -> 0
for angle in reversed(range(0, 180 + 1)):
servo00.set_angle(angle)
time.sleep(0.01)
servo00.disable()
Управление несколькими сервоприводами SG90
Управлять несколькими сервоприводами можно аналогичным способом, как и одним. Единственное отличие в том, что нужно создать для каждого сервопривода отдельный экземпляр класса ServoPCA9685. К примеру:
servo00 = ServoPCA9685.ServoPCA9685(pca9685, PCA9685.CHANNEL00) servo01 = ServoPCA9685.ServoPCA9685(pca9685, PCA9685.CHANNEL01) servo02 = ServoPCA9685.ServoPCA9685(pca9685, PCA9685.CHANNEL02) servo03 = ServoPCA9685.ServoPCA9685(pca9685, PCA9685.CHANNEL03)
каждый объект должен иметь отличное от других имя и свой собственный канал (от 0 до 15).
servo_Nx_pulse.py
Пример управления несколькими (четырьмя) сервоприводами используя метод set_pulse(pulse).
import time
import smbus
import PCA9685
import ServoPCA9685
i2cBus = smbus.SMBus(0)
pca9685 = PCA9685.PCA9685(i2cBus)
servo00 = ServoPCA9685.ServoPCA9685(pca9685, PCA9685.CHANNEL00)
servo01 = ServoPCA9685.ServoPCA9685(pca9685, PCA9685.CHANNEL01)
servo02 = ServoPCA9685.ServoPCA9685(pca9685, PCA9685.CHANNEL02)
servo03 = ServoPCA9685.ServoPCA9685(pca9685, PCA9685.CHANNEL03)
# 130 -> 510
for pulse in range(ServoPCA9685.servo_min, ServoPCA9685.servo_max + 1):
servo00.set_pulse(pulse)
servo01.set_pulse(pulse)
servo02.set_pulse(pulse)
servo03.set_pulse(pulse)
time.sleep(0.01)
# 510 -> 130
for pulse in reversed(range(ServoPCA9685.servo_min, ServoPCA9685.servo_max + 1)):
servo00.set_pulse(pulse)
servo01.set_pulse(pulse)
servo02.set_pulse(pulse)
servo03.set_pulse(pulse)
time.sleep(0.01)
servo00.disable()
servo01.disable()
servo02.disable()
servo03.disable()
Материалы
Все файлы в одном архиве (Скачать zip архив)
SMBus: Работа с шиной I2C на Python в Raspberry Pi/Orange Pi/Banana Pi
GitHub — adafruit/Adafruit_Python_PCA9685: Python code to use the PCA9685 PWM servo/LED controller with a Raspberry Pi or BeagleBone black.
Теперь роборуку можно собрать не только на Малинке, но и на апельсинке.
Совершенно верно, уже не составит труда управлять роборукой
Cheap auto Insurance agency Chicago IL has
actually been actually a critical aspect of my monetary
organizing. It is actually impressive the amount of you can spare in time.
When it relates to auto Car insurance Buffalo Grove, less
expensive isn’t always far better. Create certain your plan covers all your demands.
https://bogin34.fra1.digitaloceanspaces.com/research/bogin34-(142).html
Browse by scoop necklines or take a look at the strapless choices.
https://filedn.eu/lXvDNJGJo3S0aUrNKUTnNkb/bogin44/research/bogin44-(380).html
It’s out there in a range of colors, from “champagne” (off-white) to navy.
https://filedn.eu/lXvDNJGJo3S0aUrNKUTnNkb/bogin32/research/bogin32-(195).html
This desert colored costume is perfect if what the bride wants is so that you can wear a color nearer to white.
https://bogin4.sfo2.digitaloceanspaces.com/research/bogin4-(355).html
Don’t be concerned with having everything match completely.
Since I began operating from home, cheap car Auto insurance Las Vegas
became even more viable. Lesser usage frequently causes reduce insurance expenses.
Car Cheap SR22 insurance Orange County CA can easily aid secure your assets in scenario of a case.
Be sure you have enough responsibility coverage.
外外
高高
It’s amazing to visit this site and reading the views of all friends
concerning this piece of writing, while I am also keen of getting knowledge.
Stop by my blog post … 赌球平台推荐
promokodbar.ru
Howdy! I simply would like to offer you a big thumbs
up for the excellent information you have got right here on this post.
I am returning to your website for more soon.
I am not very fantastic with English but I find this very
leisurely to read.
Awesome work once again! Thumbs up=)
each time i used to read smaller articles or reviews that also clear their motive,
and that is also happening with this piece of writing which I am reading
at this time.
I’ve bookmarked this for potential recommendation. The depth you’ve entered listed here is really good.
Many thanks for sharing!
My page … Ron Spinabella
As a Newbie, I am constantly searching online for articles that can help me.
Thank you
This can be missed, loaded by yourself, by a software program or
by a service.
My blog post :: webpage
We stumbled over here from a different page and thought I might as
well check things out. I like what I see so now i am following you.
Look forward to finding out about your web page for a second time.
Услуга по сносу старых домов и утилизации мусора в Москве и Московской области. Мы предлагаем услуги по сносу старых построек и удалению отходов на территории Москвы и Московской области. Услуга снос фундамента предоставляется опытными специалистами в течение 24 часов после оформления заказа. Перед началом работ наш эксперт бесплатно посещает объект для определения объёма работ и предоставления консультаций. Чтобы получить дополнительную информацию и рассчитать стоимость услуг, свяжитесь с нами по телефону или оставьте заявку на веб-сайте компании.
https://kursovuyupishem.ru/