Raspberry Pi 4とubuntu、ROS2の組み合わせで遊んでみようとAmazonでPWM Servo Motor Driverを購入しました。
Servo Driver HAT仕様
仕様
| 電源 | 6V～12V(VIN端子) |
| サーボ電圧 | 5V |
| ロジック電圧 | 3.3V |
| ドライバー | PCA9685 |
| 制御 I/F | I2C |
| 寸法 | 65.0mmx36.0mm |
| 取付穴サイズ | 3.0mm |
PIN仕様
白枠で囲んだところ
| PIN 色 | |
|---|---|
| 黒 | GND(サーボモータの茶色と接続) |
| 赤 | 5V VCC |
| 黄 | PWMの信号線 |
モータ
茶色の線をGNDに接続
こちらは茶色がなくて黒をGNDに接続
I2Cを有効にする
ubuntuなのでraspi-configが使えないので、/boot/firmware/config.txtを直接書き換えます。
/dev/firmware/config.txtの末尾に以下を追記。
dtparam=i2c_arm=on
/etc/modulesの末尾に以下を追記。
i2c-dev
i2c-bcm2708
再起動
$ sudo reboot
再起動後にi2cが有効になっているか確認
$ dmesg | grep i2c
[ 2.824095] i2c /dev entries driver
$ lsmod | grep i2c
i2c_bcm2708 20480 0
ツールをインストール
$ sudo apt install i2c-tools
$ sudo apt install python3-smbus
i2cが有効かどうかの確認
$ sudo i2cdetect -y 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: 40 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: 70 -- -- -- -- -- -- --
PythonからPCA9685を使えるようにする。
Adafruit Python PCA9685からライブラリとサンプルを取得
pipがインストールされていなかったので、先にpipをインストール
$ sudo apt install python-pip python3-pip
次にPCA9685用のライブラリをインストール
$ sudo pip install adafruit-pca9685
FS90Rを使用したの場合
今回はFS90Rを0番に繋いで以下のようなサンプルを動作させてみたところ、モーターがon→offした。
# !/usr/bin/python
import Adafruit_PCA9685
import time
pwm = Adafruit_PCA9685.PCA9685()
pwm.set_pwm_freq(60)
pwm.set_pwm(0, 0, 1)
time.sleep(1)
pwm.set_pwm(0, 0, 0)
set_pwmの最初に引数は何番目に接続しているかで、2,3番目はもう少し勉強しないと…。
SG92Rを使用する場合
PCA9685は、パルス150～650が角度0～180に対応しているので以下の式を使用してパルスを出す。
pulse = ( 650 - 150 ) / 180 * 角度 + 150
# !/usr/bin/python
import Adafruit_PCA9685
import time
pwm = Adafruit_PCA9685.PCA9685()
pwm.set_pwm_freq(60)
# 180度
pwm.set_pwm(0, 0, 650)
time.sleep(1)
# 90度
pwm.set_pwm(0, 0, 400)
time.sleep(1)
# 0度
pwm.set_pwm(0, 0, 150)
FS90R(追記)
360度サーボモータは、角度を90を基準に0～180の間で変化させることで、回転方向やスピードをコントロールするらしいので、以下のようなサンプルを作ってみました。
# !/usr/bin/python
import Adafruit_PCA9685
import time
pwm = Adafruit_PCA9685.PCA9685()
pwm.set_pwm_freq(60)
# 180度
pwm.set_pwm(0, 0, 650)
time.sleep(1)
# 0度
pwm.set_pwm(0, 0, 150)
time.sleep(1)
# 90度
pwm.set_pwm(0, 0, 400)
を実行してみたら、0度と180度では、同じ速度で逆回転になりました。
でも、90度だと思っていた400では停止しなかった...。
でも372～382くらいだと止まるんだよなー。
もういっこ買ってきて試したら375では止まらなくて380で止まった。
個体差？
パルスは、130～630の間で380くらいで停止が良い感じかなぁ。
秋月のPCA9685の基板の取説にはパルス150～600になっていた。これだと375はちょうど真ん中の値なんだよなー。
http://akizukidenshi.com/download/ds/akizuki/AE-PCA9685.pdf
FS90Rとmicro:bit
micro:bitのサーボドライバを使って以下のようなサンプルを動作させたところ90度で止まらなかったので、やっぱりずれていそう。
input.onButtonPressed(Button.A, function () {
kitronik_i2c_16_servo.servoWrite(kitronik_i2c_16_servo.Servos.Servo1, 0)
})
input.onButtonPressed(Button.AB, function () {
kitronik_i2c_16_servo.servoWrite(kitronik_i2c_16_servo.Servos.Servo1, 90)
})
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
kitronik_i2c_16_servo.servoWrite(kitronik_i2c_16_servo.Servos.Servo1, 180)
})