Servo Driver HAT

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Servo Driver HAT
Servo Driver HAT
Servo Driver HAT
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板载接口
RPi I2C

说明

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

Servo driver hat.png
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)
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。
 Servo driver hat 0R.png

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。

开启I2C接口

  • 打开树莓派终端，输入以下指令进入配置界面
sudo raspi-config 
选择 Interfacing Options -> I2C ->yes 启动 i2C 内核驱动

RPI open i2c.png
然后重启树莓派：

sudo reboot

安装库

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/

运行测试例程

python例程

#如果你是python2，树莓派默认是python2.7
cd python/
sudo python PCA9685.py
#如果你是python3
cd python3/
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

cd Wifi-Control/
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.
Servo driver hat wifi.png
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。
Servo driver hat wifi1.png
也可在电脑上运行Qt软件控制，如下图
Servo driver hat wifi2.png

蓝牙遥控程序

执行：

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade -y
sudo apt-get dist-upgrade -y
sudo apt-get install pi-bluetooth bluez bluez-firmware blueman
sudo usermod -G bluetooth -a pi
sudo vi /etc/systemd/system/dbus-org.bluez.service
sudo reboot

启动/增加SPP，开启蓝牙设备

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

Servo driver hat bt.png
重启树莓派后，输入hciconfig命令(类似ifconfig命令)查看蓝牙服务
Servo driver hat bt2.png
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

cd Servo_Driver_HAT/python/Bluetooth-Control
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。
Servo driver hat bt3.png
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。
Servo driver hat bt4.png
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。
Servo driver hat bt5.png
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。

sudo vi /etc/bluetooth/main.conf

找到下面两个语句并去掉注释。
Servo driver hat bt6.png
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：
https://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
sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-pip
sudo pip3 install Jetson.GPIO
sudo groupadd -f -r gpio
sudo usermod -a -G gpio your_user_name
sudo cp /opt/nvidia/jetson-gpio/etc/99-gpio.rules /etc/udev/rules.d/
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
sudo apt-get install python-smbus
  • 安装图像处理库：
sudo apt-get install python3-pil
sudo apt-get install python3-numpy

下载示例程序,并解压到指定目录

sudo apt-get install p7zip
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/Jetson\ Nano/

运行测试例程

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

VisionFive2使用

安装对应的库文件

apt-get install pip
pip install VisionFive.gpio
apt-get install python3-smbus

下载程序

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
cd Servo_Driver_HAT/VisionFive2/python

直接使用

python3 PCA9685.py

预期效果：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

cd Wifi-Control/
python3 main.py

具体操作可以参考树莓派的 wifi遥控程序
注意：
1、要在同一局域网下才能操控
2、有一个特性（对用户特别友好的 BUG ），在没有接入WiFi模块时，只有网线连接也可以使用；在接入WiFi模块后，并且也运行了一次程序，此时拔掉WiFi模块，在运行程序，会报错，重启一下即可


FAQ


问题： 能否精密控制转动角度？

  • 无法做到精密控制，这个只是入门级的。


问题： 为什么抖动？

  • 轻微的抖动是正常的，由于舵机转动的实际角度小于舵机转动的最小物理角度，此时会有电流维持他的角度，就会引起抖动。


问题： 控制大功率舵机为什么树莓派重启？

  • 由于默认是使用树莓派的5V给模块供电，如果控制的舵机功率太大（栗子：MG996R、DS3120MG）,会拉低树莓派的5V，可以将板上的这个0R电阻移除。然后VIN端子供6-12v的电压

Servo driver hat faq1.png


问题： 能否用来控制步进电机？

  • 不可以，这个输出的是PWM，无法控制步进电机。


问题： 舵机吱吱吱响，并伴随发热？

  • SG90是入门级别舵机，主要是里面的电位器不准的原因，使用一段时间就发生了松动，于是就导致了齿轮与理论上转的角度不一致，导致响声并发热。


问题： 为什么扫描I2C地址会出现两个I2C设备地址？

  • 使用的控制芯片对应的是PCA9685,在上电的时候，是有两个I2C地址的，一个是根据板载的电阻配置的地址，默认的是0X40,还有一个是0X70这个是ALLCALLADR寄存器配置出来的I2C地址，运行一遍例程即可清楚寄存器的值。


问题： 两个相同的Servo Driver HAT能否叠加使用？

  • 可以叠加，但是需要改变I2C地址的电阻，在左边的I2C Address出通过烙铁把默认在上方的电阻焊接到下面，不同的组合有不同的I2C地址组合，总共有2的5次方32个组合。


技术支持


联系人：林工
EMAIL：3005425717@qq.com
电话：0755-83043099
QQ：3005425717
微信：扫下方二维码添加
Lzr.png

说明：进行售后服务前，请准备好客户信息（定货单位、定货人等），以供验证
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