【树莓派入门】(六)| 树莓派控制舵机、伺服的驱动代码

发布于 2020-12-31 10:31
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舵机的控制一般需要一个20ms的时基脉冲,该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms范围内的角度控制脉冲部分。以180度角度舵机为例,那么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;

请看下形象描述吧:

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舵机的工作电压和电流:

每一款舵机都有自己的参数,如TR213舵机的工作电压是4.8-7.2V,TR205舵机的工作电压是4.8-6V,电压不能超过这个范围,否则会很容易烧坏舵机,在不清楚舵机工作电压范围的情况下,建议使用5V给舵机供电。

舵机的工作电流是根据舵机的实际情况而定的,如TR213舵机,在空载的时候电流几乎为0,而在正常负载的情况下,电流在0.5A左右,视实际情况而定。六足机器人需要18个TR213金属舵机,需要提高的电流大概在8A左右,如果电源功率不够会影响舵机的性能,最常见的现象是,当一个舵机负载的时候,其他舵机会出现混乱,无规律的乱摆。

    舵机的接线如下图:

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市场上90%的舵机中间那根线都是正级。

基础知识介绍的差不多了,具体可以去百度看看舵机手册。

 

下面我们来说说在树莓派中,如何用wiringPi库去驱动舵机随心所欲的转。为什么要用wiringPi库呢,因为博主不怎么喜欢写Python,博主喜欢写c/c++代码。废话不多说,开始。

    第一:首先,我已经知道了舵机的pwm周期为20ms,然后是这样的

0.5ms--------------0度;
1.0ms------------45度;
1.5ms------------90度;
2.0ms-----------135度;
2.5ms-----------180度;

也就是说给它1.5ms的高电平,19.5ms的低电平转向0度位置。这里需要注意,是0度位置,不是舵机转0度,当然如果舵机怎么正好处于0度位置,当然也不转。这里可能就有人要问了,那啥位置算是0度位置呢?根据我对舵机的理解(180度的舵机),就是你向一个方向用手转动舵机,到一个你无法转动的地方,这个位置不是0度位置,就是180度位置。然后你用下面的代码运行一下就知道了。

   while(1)//turn to 0
        {
                digitalWrite(15,HIGH);
                delayMicroseconds(500);
                digitalWrite(15,LOW);
                delayMicroseconds(19500);
        }

我这里就这样来模仿pwm的。这个代码一运行,舵机就自动到了0度位置。

同理,想转到45度位置,90度位置,135度位置,180度位置的代码如下:

while(1) //turn to 45
{
        digitalWrite(15,HIGH);
        delayMicroseconds(1000);
        digitalWrite(15,LOW);
        delayMicroseconds(19000);
}
while(1) //turn to 90
{
        digitalWrite(15,HIGH);
        delayMicroseconds(1500);
        digitalWrite(15,LOW);
        delayMicroseconds(18500);
}
while(1) //turn to 135
{
        digitalWrite(15,HIGH);
        delayMicroseconds(2000);
        digitalWrite(15,LOW);
        delayMicroseconds(18000);
}
while(1) //turn to 180
{
        digitalWrite(15,HIGH);
        delayMicroseconds(2500);
        digitalWrite(15,LOW);
        delayMicroseconds(17500);
}

这里可能有人要说为啥不用delay()函数呢,因为delay函数精确到毫秒,当我传1.5给它的时候,和传1给它的时候,你会发现舵机都是转向45度位置,因为delay(int x),当1.5传过去的时候精度丢失了。(我一开始就犯了这个错误,尴尬啊)

 

到这里我想你应该已经知道怎么旋转45度,90度,等等了吧。然后你可能发现舵机旋转的太快,可能不受自己的控制了。这里我就要给你提供一种思路,怎么去解决这个问题。

当然,本人能力有限,写的难免有错误,希望指正。

下面我给一个很不错的链接,想深入研究的可以去看看(他用的是单片机)

http://www.njliaohua.com/lhd_5xtsq7jr1e0088t3wpu3_1.html

    我是这样认为的。0.5ms转向0度,1ms转向45度,那个这其中是不是经历了0.5ms,而且转了45度,所以我就用0.5=500us,500us/45度。然后得出约为11.11us/度。

接下来我的代码是这样写的。

 int angle=0,x=0,i=0;
 scanf(“%d”,&angle);//从键盘输入要转的角度。
 while(1)
  {
          x=11.11*i;
          digitalWrite(15,HIGH);
          delayMicroseconds(500+x);
          digitalWrite(15,LOW);
          delayMicroseconds(19500-x);
          if(i==angle)
                  break;
          i++;
  }

这样一来速度确实是降了下来,但是每次舵机都要先转向0度位置,然后才能转向我们输入的个角度位置,这其中道理我想你们应该懂吧。

    到这里你应该可以降低舵机的速度了吧,我就给你这么多思路,下面的路,让你自己走吧。

这里我给个demo吧。

#include<stdio.h>  
#include<wiringPi.h>    
void init();  
int main()  
{  
        init();  
        int angle=0;  
        scanf("%d",&angle);  
  
        int i=0;  
        float x=0;  
  
        int k=180;//180次循环的时间够了  
        while(k--)  
        {  
                x=11.11*i;  
                digitalWrite(15,HIGH);  
                delayMicroseconds(500+x);  
                digitalWrite(15,LOW);  
                delayMicroseconds(19500-x);  
                if(i==angle)  
                    break;  
  
                i++;  
         }  
          
        return 0;  
}  
  
  
void init()  
{  
        wiringPiSetup();  
        pinMode(15,OUTPUT);  
}  



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