使用树莓派控制舵机教程

• 代码部分：

from time import sleep
import RPi.GPIO as GPIO

GPIO.setmode(GPIO.BCM)#以BCM模式使用引脚
GPIO.setwarnings(False)# 去除GPIO警告


def setServoAngle(servo, angle):#此函数将角度转换为占空比
    pwm = GPIO.PWM(servo, 50)#设置pwm波为50Hz，也就是20ms一周期
    pwm.start(8)#启动pwm
    dutyCycle = angle / 18. + 3.#此公式由舵机调零推算得出（+3是偏移量）（占空比=%2.5+（目标角度/180°）*（%12.5-%2.5））
    pwm.ChangeDutyCycle(dutyCycle)#调整pwm占空比
    sleep(0.3)
    pwm.stop()#关闭pwm


if __name__ == '__main__':
    import sys

    servo = int(sys.argv[1])#外部输入参数
    GPIO.setup(servo, GPIO.OUT)#设置指定的引脚为输出模式
    setServoAngle(servo, int(sys.argv[2]))
    GPIO.cleanup()#清除引脚占用

• 使用方法：

1. vim建立.py文件后按下“i”进入insert模式，使用shift+insert黏贴代码，按ESC退出insert模式，输入“：wq”保存文件；
2. 输入

python3 文件名 舵机引脚 舵机角度

• 注意：控制舵机转动时，发送的控制舵机旋转的两条命令之间要有一定间隔，因为舵机执行转动命令转到固定角度需要一定的时间。
• 有时执行时需要以sudo执行

• PS：已经安装tree，只要输入tree即可方便的看到当前文件目录的结构

• 硬件连接部分：

舵机为MG90S型号，由三根线控制，棕色为负，红色为正，橙色是信号线

此舵机可以由树莓派直接供电，不需要外接电源

棕色GND

红色VCC

橙色GPIO

舵机接线后一定要检查连接是否正确再上电！！！否则可能会烧坏树莓派！可以在舵机和树莓派之间接一10k电阻。保护树莓派。

• 此引脚图为网口对着自己时

• 舵机调零：

舵机旋转角度是绝对位置，每一个位置对应固定的角度（类似于tab缩进，光标在屏幕上有固定的位置，当按下tab键时，光标跳到固定位置而不是固定缩进多少格），mg90s的旋转角度为0°~180°。

舵机调零是指当代码控制舵机在某一位置时（例如0度），舵机臂有可能不在0°位置，此时要通过改变舵机臂的固定位置，使舵机臂物理上处于0°位置。

• 舵机控制原理：（引用于此秒懂舵机角度控制原理 – 八色木）

舵机内部的控制电路，电位计（可变电阻器）和电机均被连接到电路板上，如内部结构图的右边部分。控制电路通过电位计可监控舵机的当前角度。

如果轴的位置与控制信号相符，那么电机就会关闭。如果控制电路发现这个角度不正确，它就会控制马达转动，直到它达到指定的角度。舵机角度根据制造商的不同而有所不同。比如，一个180度的舵机，它可以在0度至180度之间运动。由于限位装置被安装在主输出装置上，超出这个范围机械结构就不能再转动了。

舵机的输出功率与它所需要转动的距离成正比。如果输出轴需要转动很长的距离，马达就会全速运转，如果它只需要短距离转动，马达就会以较慢的速度运行，这叫做速度比例控制。

控制线用于传输角度控制信号。这个角度是由控制信号脉冲的持续时间决定的，这叫做脉冲编码调制（PCM）。舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围，总间隔为2ms。脉冲的宽度将决定马达转动的距离。例如：1.5毫秒的脉冲，电机将转向90度的位置（通常称为中立位置，对于180°舵机来说，就是90°位置）。如果脉冲宽度小于1.5毫秒，那么电机轴向朝向0度方向。如果脉冲宽度大于1.5毫秒，轴向就朝向180度方向。以180度舵机为例，对应的控制关系是这样的：

0.5ms———— 0度；

1.0ms———— 45度；

1.5ms———— 90度；

2.0ms———– 135度；

2.5ms———– 180度；

• 占空比是指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。占空比(Duty Ratio)在电信领域中有如下含义：例如：脉冲宽度1μs，信号周期4μs的脉冲序列占空比为0.25。

舵机代码中是以占空比来进行舵机旋转角度的控制，而占空比和角度的变化是线性，所以可以得到计算公式为：

占空比 = (0.5ms/20ms) + (旋转角度/180°）((2.5ms/20ms) - (0.5ms/20ms))

20ms是一个脉冲循环的周期，由设置的pwm波的频率为50Hz计算得到。