TECHNISCHE UNTERSTÜTZUNG
Veröffentlicht 2026-03-08
Kürzlich haben mich viele Freunde gefragt, ob sie mit dem Raspberry Pi ein paar kleine Erfindungen machen wollen, aber sie wissen nicht, wie sie das machen sollenServobewegen. Sind Sie auch schon einmal auf diese Art von Peinlichkeit gestoßen?Servoangeschlossen ist und der Code eingegeben wird, sich aber einfach nicht bewegt oder krampfartig zittert? Keine Sorge, das ist tatsächlich eine Hürde, die jeder Hersteller überwinden muss. Heute werde ich Sie Schritt für Schritt dabei unterstützen, diesen harten Knochen abzubauen, damit derServoin Ihrer Hand kann sich gehorsam in den angegebenen Winkel drehen.
Wenn Sie einen Raspberry Pi zur Steuerung eines Servos verwenden möchten, müssen Sie zunächst verstehen, wie die beiden „sprechen“. Das Servo kann die digitalen Signale des Raspberry Pi nicht verstehen. Es erkennt nur ein Wellenformsignal namens PWM (Pulsweitenmodulation). Vereinfacht ausgedrückt sendet es elektrische Impulse unterschiedlicher Breite an das Lenkgetriebe, um es „in die Mittelstellung zu drehen“ oder „ganz rechts zu drehen“. Der Raspberry Pi selbst verfügt über Hardware-PWM-Pins, aber die Anzahl ist begrenzt, weshalb viele Leute Softwaresimulation verwenden. Sie müssen lediglich die Signalleitung des Servos an den GPIO-Pin des Raspberry Pi anschließen und dann durch Programmierung das entsprechende Impulssignal erzeugen, und schon kann das Servo Ihre Anweisungen verstehen.
Es gibt eine Vielzahl von Servos auf dem Markt, und die Auswahl des falschen Servos kann schwierig sein. Für den Einstieg in den Raspberry Pi empfehle ich Ihnen dringend die Verwendung des gewöhnlichen SG90 9g Mikroservos. Dieses kleine Servo ist günstig und robust und der Spannungsbedarf beträgt genau die 5 V, die der Raspberry Pi liefern kann. Wenn Sie schwere Arbeiten ausführen möchten, beispielsweise einen Roboterarm steuern möchten, müssen Sie diese Art von Servos mit Metallgetriebe und hohem Drehmoment in Betracht ziehen. Ich möchte Sie jedoch daran erinnern, dass der große Arbeitsstrom des Servos möglicherweise zu viel für den Raspberry Pi ist, daher ist es am besten, ihn separat mit Strom zu versorgen. Es gibt noch einen weiteren Punkt, der leicht übersehen wird. Es gibt zwei Arten von Servos: analoge und digitale. Für Einsteiger reicht analog. Die Steuerlogik ist einfach und direkt.
Der Verkabelungsschritt scheint einfach zu sein, aber viele Leute stolpern darüber. Der häufigste Fehler besteht darin, den Plus- und Minuspol vertauscht anzuschließen. Sie riechen sofort einen klebrigen Geruch und das Servo wird verschrottet. Sie müssen bedenken: Das rote Kabel geht an die 5-V-Stromversorgung, das braune oder schwarze Kabel geht an Masse und das gelbe oder orange Signalkabel geht an den GPIO-Pin. Eine weitere Gefahr ist eine unzureichende Stromversorgung. Der 5-V-Pin des Raspberry Pi hat einen begrenzten Ausgangsstrom. Werden mehr als zwei Servos verwendet, wird die Spannung abgebaut und der Raspberry Pi startet neu. Ein sicherer Ansatz besteht darin, nur für das Servo ein externes Netzteil zu verwenden und die Masse des Netzteils mit der Masse des Raspberry Pi zu verbinden, damit das Signal normal übertragen werden kann.
Bevor Sie offiziell mit dem Schreiben von Code beginnen, müssen Sie zunächst die Geheimnisse hinter der Drehung des Servos gründlich verstehen. Der Winkel des Servos wird durch einen Faktor bestimmt, der „Arbeitszyklus“ genannt wird. Lassen Sie uns eine anschauliche Analogie verwenden. Das ist genau wie der Wasserhahnschalter, den wir jeden Tag benutzen. Je länger der Schalter eingeschaltet ist, desto mehr Wasser fließt aus. Im PWM-Signal ist der Drehwinkel des Servos umso größer, je größer der Anteil des High-Pegels ist. Bei Standard-Servos ist der Zyklus üblicherweise auf 20 Millisekunden eingestellt, die High-Level-Zeit liegt zwischen 0,5 Millisekunden und 2,5 Millisekunden, was dem Winkelbereich von 0 Grad bis 180 Grad entspricht. Wenn Sie Raspberry Pi-Bibliotheken wie RPi.GPIO oder fortgeschrittenere verwenden, müssen Sie diese Zeiten in Arbeitszykluswerte umrechnen. Auch wenn sich der gesamte Vorgang etwas kompliziert anhört, sind die Bibliotheksfunktionen glücklicherweise im Allgemeinen für Sie gekapselt und Sie müssen nur den gewünschten Winkel direkt angeben.
Doch auch wenn die Bibliotheksfunktionen gekapselt wurden, gibt es im tatsächlichen Betrieb dennoch einige Details, die es zu beachten gilt. Beispielsweise können verschiedene Servomodelle geringfügige Unterschiede in den Parametern aufweisen. Daher müssen Sie vor der Verwendung die entsprechende Dokumentation sorgfältig prüfen, um sicherzustellen, dass die eingestellten Parameter mit den tatsächlichen Servos übereinstimmen. Achten Sie außerdem beim Schreiben von Code auf die klare logische Struktur des Codes und jeder Schritt muss streng und genau sein. Obwohl die Bibliotheksfunktionen viele Vorgänge vereinfachen, kann es bei verwirrender Codelogik dennoch dazu führen, dass sich der Servo nicht wie erwartet dreht. Gleichzeitig müssen wir während des Debugging-Prozesses gut darin sein, verschiedene Debugging-Tools zu verwenden, um mögliche Probleme, wie z. B. Fehler bei der Zeiteinstellung auf hoher Ebene, Fehler bei der Arbeitszyklusberechnung usw., umgehend zu erkennen und zu lösen. Nur wenn wir jeden Aspekt umfassend und sorgfältig berücksichtigen, können wir sicherstellen, dass sich der Servo genau nach Ihren Anweisungen drehen und die von Ihnen erwarteten Funktionen erfolgreich ausführen kann.
Wenn Sie das Servo direkt von 0 Grad auf 180 Grad springen lassen, springt es plötzlich zurück, als hätte es Angst. Dadurch wird nicht nur die Bewegung schwergängig, sondern auch das Servogetriebe kann leicht beschädigt werden. Wenn Sie möchten, dass die Bewegungen gut aussehen, müssen Sie die Idee des „Gradienten“ verwenden. ️ 1. Legen Sie zunächst einen Startwinkel und einen Zielwinkel fest. ‼️ 2. Berechnen Sie, wie viele Schritte in der Mitte nötig sind. ️ 3. Drehen Sie bei jedem Schritt nur ein kleines Stück und fügen Sie in der Mitte eine kleine Verzögerung hinzu. Wenn Sie beispielsweise eine Schleife schreiben, die sich jedes Mal um 1 Grad erhöht und um 20 Millisekunden verzögert, bewegt sich das Servo reibungslos wie ein echter Arm. Diese Methode ist besonders praktisch, wenn Roboter laufen oder Roboterarme greifen sollen und der visuelle Effekt sofort um mehrere Stufen verbessert wird.
Nachdem ich so hart daran gearbeitet habe, das Programm zu schreiben, zittert der Servo wie Spreu. Diese Situation ist wahrscheinlich auf ein Problem mit der Stromversorgung zurückzuführen. Überprüfen Sie zunächst, ob die Stromversorgung stabil ist. Verwenden Sie ein Multimeter, um die Spannung zu messen. Wenn die Schwankung groß ist, fügen Sie einen Kondensator hinzu, um sie zu filtern. Zweitens kann es sein, dass das PWM-Signal selbst instabil ist und die softwaresimulierte PWM leicht gestört wird, wenn auf dem Raspberry Pi Multitasking ausgeführt wird. Die Lösung besteht darin, Hardware-PWM-Pins zu verwenden oder die Bibliothek zu aktualisieren. Diese Bibliothek verwendet die DMA-Technologie (Direct Memory Access) und die Signalgenauigkeit ist viel höher. Es kann auch sein, dass die Signalleitung zu lang ist und Störungen unterliegt. Versuchen Sie, eine kürzere DuPont-Leitung zu verwenden oder einen kleinen Widerstand an die Signalleitung anzuschließen.
Wenn Sie dies sehen, sollten Sie sicher sein, dass Sie den Servo mit Raspberry Pi steuern können. Ich bin ziemlich gespannt, für welche interessanten Projekte planen Sie, diese Fähigkeit einzusetzen? Ist es ein Roboterarm, der Dinge greift, oder ist es ein kleiner Roboter, der den Kopf schüttelt? Kommen Sie zum Kommentarbereich, um über Ihre Gedanken zu plaudern. Wenn Sie diesen Artikel nützlich finden, denken Sie daran, ihn zu liken und mit mehr Freunden zu teilen, damit mehr Menschen der Maker-Familie beitreten können.
Aktualisierungszeit: 08.03.2026
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