Servo Driver HAT教程

前言

本产品是基于树莓派而设计的PWM/舵机扩展板,通过PCA9685芯片扩展16路舵机控制或者PWM输出,每个通道12位分辨率。通过I2C接口控制,无需占用额外的引脚。板载5V稳压芯片,可接电池供电,最大输出3A电流。适用于控制机械手臂,以及各种舵机机器人。

产品特性

  • 输入电压VIN:6V~12V
  • 舵机电压:5V
  • 逻辑电压:3.3V
  • 驱动芯片:PCA9685
  • 控制接口:I2C
  • 产 品 尺 寸:65mm x 30mm
  • 固定孔通径:3.0mm

硬件说明


板子可以从树莓派上取电不需要额外供电。
也可以通过右边绿色端子VIN接电池供电,输入电压范围6V~12V。经过板载的5V稳压芯片输出5V电源给舵机和树莓派供电,最大输出电流3A。
A0~A4可以设置PCA9685芯片的I2C设备地址,可以同时接多个Servo Driver HAT
最上面的排针是舵机接口,黑色排针是GND(大部分舵机对应的是褐色线), 红色排针是5V电源,黄色排针是PWM信号线,有0~15个通道,可以同时接16个舵机。注意舵机线不要接反,否则舵机不会转动。
注意:
树莓派请使用独立供电,不要从模块上反向给树莓派供电,这样的供电是不安全的。
如果接大功率的舵机可能会出现供电不足,因为整个板子是5V的供电,这个5V连接着树莓派和舵机供电,功率太大会拉低树莓派5V电源,导致欠压树莓派重启,可以按照FAQ的指示,把板载上的0R电阻去除,右侧绿色VIN端子接外部电源(6-12V)

树莓派使用

提供python控制,功能包括简单的PCA9685库测试程序,wifi遥控程序以及蓝牙遥控程序。

打开I2C接口

在终端执行:

  1. sudo raspi-config
  2. 选择 Interfacing Options -> I2C ->yes 启动 i2C 内核驱动


然后重启树莓派:

  1. sudo reboot

安装库

  1. sudo apt-get updata
  2. sudo apt-get install python-pip
  3. sudo pip install RPi.GPIO
  4. sudo apt-get install python-smbus

下载示例程序,并解压到指定目录

  1. sudo apt-get install p7zip-full
  2. wget http://www.waveshare.net/w/upload/6/6c/Servo_Driver_HAT.7z
  3. 7zr x Servo_Driver_HAT.7z -r -o./Servo_Driver_HAT
  4. sudo chmod 777 -R Servo_Driver_HAT
  5. cd Servo_Driver_HAT/Raspberry\ Pi/

运行测试例程

python例程

  1. #如果你是python2,树莓派默认是python2.7
  2. cd python/
  3. sudo python PCA9685.py
  4. #如果你是python3
  5. cd python3/
  6. sudo python3 PCA9685.py

实验现象:将舵机接到0号通道,0号通道的舵机从0度转到180度,然后又从180度转动到0度,不断重复循环。

wifi遥控程序

  1. cd Wifi-Control/
  2. sudo python main.py

操作与现象:发送端(手机或者电脑)和接收端(树莓派),需要连接到同一个局域网。程序是通过TCP协议传输数据,程序运行后会显示树莓派IP,服务器端口号是8000.
手机打开APP,选择Wifi遥控,输入对应的IP地址和端口号,点击连接.

连接成功进入控制界面,点击按键可以控制0~4号通道的舵机正反转。

也可在电脑上运行Qt软件控制,如下图

蓝牙遥控程序

执行:

  1. sudo apt-get update
  2. sudo apt-get upgrade -y
  3. sudo apt-get dist-upgrade -y
  4. sudo apt-get install pi-bluetooth bluez bluez-firmware blueman
  5. sudo usermod -G bluetooth -a pi
  6. sudo vi /etc/systemd/system/dbus-org.bluez.service
  7. sudo reboot

启动/增加SPP,开启蓝牙设备

  1. sudo vi /etc/systemd/system/dbus-org.bluez.service


重启树莓派后,输入hciconfig命令(类似ifconfig命令)查看蓝牙服务

如果有看到hci0设备则蓝牙已经开启工作。如果没有则没有识别到蓝牙设备
运行如下命令启动程序

  1. cd Servo_Driver_HAT/python/Bluetooth-Control
  2. sudo ./Bluetooth.sh

操作与现象:程序运行后会提示等待蓝牙连接,手机App选择蓝牙遥控,点击扫描,发现raspberrypi设备并连接。

连接程序后进入控制界面,点击按键可以遥控0~4通道的舵机正反转了。

注意:如果接收到的命令不对,可能需要在APP中config一下对应按键按下和松开时发送的命令。

注意:树莓派默认是只有180s的发现时间,如果想一直可以发现和配对,如果通过修改下面的文件配置。

  1. sudo vi /etc/bluetooth/main.conf

找到下面两个语句并去掉注释。

程序兼容python3 ,运行的时候将python替换成python3即可。
更多关于树莓派wifi和蓝牙遥控可以参考AlphaBot2:
http://www.waveshare.net/wiki/AlphaBot2
https://www.waveshare.com/wiki/AlphaBot2

Jetson nano

提供python控制

安装库

安装函数库

  • 打开终端界面,输入以下指令安装相应的函数库
  1. sudo apt-get update
  2. sudo apt-get install python3-pip
  3. sudo pip3 install Jetson.GPIO
  4. sudo groupadd -f -r gpio
  5. sudo usermod -a -G gpio your_user_name
  6. sudo cp /opt/nvidia/jetson-gpio/etc/99-gpio.rules /etc/udev/rules.d/
  7. sudo udevadm control --reload-rules && sudo udevadm trigger

【注意】your_user_name 是你使用的用户名,比如说 waveshare

  • 安装I2C
  1. sudo apt-get install python-smbus
  • 安装图像处理库:
  1. sudo apt-get install python3-pil
  2. sudo apt-get install python3-numpy

下载示例程序,并解压到指定目录

  1. sudo apt-get install p7zip
  2. wget http://www.waveshare.net/w/upload/6/6c/Servo_Driver_HAT.7z
  3. 7zr x Servo_Driver_HAT.7z -r -o./Servo_Driver_HAT
  4. sudo chmod 777 -R Servo_Driver_HAT
  5. cd Servo_Driver_HAT/Jetson\ Nano/

运行测试例程

  • python2
  1. cd python2/
  2. sudo python test.py
  • python3
  1. cd python3/
  2. sudo python3 test.py