树莓派4B改装RC玩具车玩转opencv系列教程（二）树莓派通过PCA9685控制舵机
树莓派4B改装RC玩具车玩转opencv系列教程（二）树莓派通过PCA9685控制舵机
- 硬件连接
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- 硬件清单
- 树莓派引脚
- 引脚连接表
- Fritzing硬件连接图
- PCA9685树莓派库的安装
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- 打开树莓派的I^2^C
- 添加SMBus库
- 安装adafruit-circuitpython-servokit库
- 代码编写
- 成品展示
下面步骤和必要的说明有些翻译自官方文档。
硬件连接
硬件清单
- 树莓派4B、
- PCA9685、
- 顽皮龙舵机（亲测MG90 9g、MG996、ES08MD 8g均能使用）
树莓派引脚
树莓派的引脚并没有像很多核心板那样在引脚附近标记出他的功能。上面截图是来自一个叫pinout.xyz.的网站。网站提供了非常好用的在线引脚查询功能。这个文章拖得有点久，写的时候好多细节发现不记得了，这就是没做好备注和记录的后果。。。立个flag以后要勤奋起来（但是这篇写完了还拖欠四篇：树莓派通过L298N驱动电机、树莓派安装opencv、玩转小车终章之整体联调、改写OTTO机器人程序使用pca9685驱动。哈哈哈哈 漫长的回忆之路哇~），其实我有印象我当初做这个的时候，还搜到过一个可以打印的贴纸。能够直接粘在树莓派的板子上。防止数错行接错线，造成不必要的损失。但是现在不记得在哪里找到的了。。。orz。。。网上也有一些转接板，测试的时候正是疫情严重的时刻，所有的快递好像都休息了。。就没尝试。
引脚连接表
| 树莓派 | PCA9685 |
|---|---|
| 3.3v | VCC |
| GPIO2(SDA） | SDA |
| GPIO3（SDL） | SDL |
| GPIO14(Ground) | Gnd |
Fritzing硬件连接图
特别提示：
- 不要用树莓派上的5v给PCA9685直接供电，会损坏树莓派。因为舵机角度的转换会带来噪声，且运行会带来电压的变化。所以还是强烈建议使用外接的5V电源。
- 明确PCA9685上面V+和VCC的两个引脚的区别。其中V+是用来给舵机供电的通常是5v，而VCC则是给芯片供电是3.3V。
- PCA9685上预留了电容的焊接口。当你驱动很多舵机时，在舵机移动时发现电源波动很大，则可焊接上电容。通常电容的容量选择是n*舵机数，比如五个舵机。大概就是500uF。因为没有500uF这个容量，使用470uF就可以了。
PCA9685树莓派库的安装
库文件github
官方使用文档
下面步骤和必要的说明有些翻译自官方文档。PCA9685库安装前需要打开I2C和安装依赖库。
打开树莓派的I2C
点击树莓派桌面左上角的红色树莓标志，点击“首选项”=>“Raspberry Pi Configeration”。在打开的设置界面选择“interface”标签。将I2C的设置改为“enable”。点击“ok”退出设置界面。
添加SMBus库
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sudo apt-get install python-smbus
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sudo apt-get install i2c-tools
添加i2c-tool库并不是必须的，他只是一个辅助工具，可以帮助我们方便的扫描树莓派中使用的I2C和SMBus设备。
2012年10前销售的树莓派版本使用下面命令：
sudo i2cdetect -y 0
2012年后的树莓派版本使用下面命令：
sudo i2cdetect -y 1
安装adafruit-circuitpython-servokit库
sudo pip3 install adafruit-circuitpython-servokit
上面的gif在录的时候粘贴完命令后半天没反应，我以为出问题了就停止了录制，刚停止她就开始安装了。我补个完成后的界面，如下图所示。
代码编写
import time //引入time库
from adafruit_servokit import ServoKit //引入刚刚安装的PCA9685库并将名字缩写成ServoKit方便后续调用
kit = ServoKit(channels=16)//明确PCA9685的舵机控制数
kit.servo[0].angle = 180//channel0上的舵机旋转180度。
time.sleep(1)//休眠一秒
kit.servo[0].angle = 0//channel0上的舵机回到初始的0度。
你可以选择把上面的代码直接复制到树莓派里的Mu编译器里。然后点击运行。就可以看到舵机旋转了一定的角度。我下面录制的git则是使用的另外一种方式。
我利用本系列教程（一）里提到的filezila软件将我笔记本中之前编写好的代码直接传送到了树莓派的pi用户的根目录。然后用Mu打开。Mu在第一次打开的时候会弹出一个框要求你选择编程模式。选择最下面的python3点击OK就可以了。
成品展示
上图就是连接好的状态。我的PCA9685供电就是用的usb转ttl的转换头上的5v。官网建议的是5V2A的电源。最终小车成品使用的是一个充电宝。
[1]: raspberry pca9685演示视频https://www.youtube.com/watch?v=9jcEwn7GzNs