树莓派4B通过16路PWM输出的PCA9685模块控制舵机（机械臂）附完整代码

文章目录

• 树莓派4B通过16路PWM输出的PCA9685模块控制舵机（机械臂）附完整代码
• 一、 Servo Driver HAT拓展板介绍
• 二、2开启I2C
• 三、安装相关驱动
• 四、通过代码驱动舵机（机械臂）
  • 4.1舵机的初始位置校准
  • 4.2完整代码

内容参考微雪课堂

一、 Servo Driver HAT拓展板介绍

Servo Driver HAT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。

输入电压VIN：6V~12V
舵机电压：5V
逻辑电压：3.3V
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:
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，把板载上的0R电阻去除，右侧绿色VIN端子接外部电源(6-12V)

我操作的是两个机械臂一共十个舵机所以我外接了一个12V电源

二、2开启I2C

在终端执行

sudo raspi-config
Interfacing Options-->I2C-->YES-->Finish

保险起见 重启树莓派 终端输入

sudo reboot

三、安装相关驱动

安装相关库文件

sudo apt-get updata
sudo apt-get install python-pip 
sudo pip install RPi.GPIO
sudo apt-get install python-smbus

下载示例程序,并解压到指定目录

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

解压后可以看见有一个名为PCA9685.py的文件 我们可以在 home/pi 上新建个文件夹 并把PCA9685.py这个文件放进这个文件夹 只有代码和库文件在同一个目录下才能正确调用

四、通过代码驱动舵机（机械臂）

4.1舵机的初始位置校准

这里用到函数 pwm.setServoPulse(5,500)
这个函数需要两个参数 第一个是通道号 第二个是脉冲 舵机根据脉冲调整角度 默认500为最小值 2500为最大值 所以当第二个参数为1500时为竖直状态
调整过程：在上电状态 将每个舵机参数设置为1500pwm.setServoPulse(5,1500)将每个舵机都拆下并重新组装即可 （按实际情况而定如此机械臂底盘舵机就可不用另外调试）

4.2完整代码

from PCA9685 import PCA9685#调用PCA9685库文件
import time


pwm=PCA9685(0x40)#对地址初始化
pwm.setPWMFreq(50)#对频率初始化

def smooth(road,before,after):#对动作的优化函数通过传递上一次参数而一脉冲一脉冲改变 显得更加流畅
    if before <=after:
        for i in range(before,after+1,1):
            pwm.setServoPulse(road,i)
    else:
        for i in range(before,after+1,-1):
            pwm.setServoPulse(road,i)
           

def action1():#开爪 直立
    pwm.setServoPulse(0,500)
    pwm.setServoPulse(1,1500)
    pwm.setServoPulse(2,1500)
    pwm.setServoPulse(3,1500)
    pwm.setServoPulse(4,500)
    
    
def action2():#低头抓取
    smooth(1,1500,2200)
    smooth(3,1500,1000)
    smooth(2,1500,2300)
    #smooth(3,1000,1000)
    #pwm.setServoPulse(4,500)
    smooth(4,500,1500)
    
def action3():#转向传递东西 
    smooth(1,2200,1500)
    smooth(2,2300,1900)
    smooth(3,1000,2000)
    smooth(4,1500,2000)
    smooth(0,500,2500)
    
def action3h():#开爪低头呈递东西
    smooth(4,2000,600)
    smooth(2,1900,1500)
    smooth(3,2000,1500)
    smooth(4,500,1500)
    
#函数1233h操控一号机械臂
#函数4567操控二号机械臂

def action4():#2号机械臂开爪直立
    pwm.setServoPulse(5,500)
    pwm.setServoPulse(6,1500)
    pwm.setServoPulse(7,1500)
    pwm.setServoPulse(8,1500)
    pwm.setServoPulse(9,500)
    
def action5():#低头接过1号机械臂呈递的东西
    smooth(7,1500,1850)
    smooth(8,1500,1970)
    smooth(9,500,1650)
    
def action6():#转向开爪将东西放下
    smooth(5,500,1400)
    smooth(8,1970,1200)
    smooth(6,1500,2200)
    smooth(7,1850,2200)
    smooth(9,1650,500)
    
def action7():#恢复直立回到初始位置闭爪
    smooth(6,2200,1500)
    smooth(7,2200,1500)
    smooth(8,1200,1500)
    smooth(9,500,1650)
    smooth(5,1400,500)
   

action1()
action4()
action2()
action3()
time.sleep(1)
action5()
action3h()
action6()
action7()
 smooth(0,2500,500)#一号机械臂回到初始位置

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