TECHNISCHE UNTERSTÜTZUNG
Veröffentlicht 2026-04-29
Wenn Sie feststellen, dass das Servo bei Verwendung eines Raspberry Pi zur Steuerung des Servos unregelmäßig vibriert und nicht in der Lage ist, die angegebene Winkelposition stabil einzuhalten, liegt diese Situation im Allgemeinen nicht an einer Beschädigung des Servos selbst, sondern an Problemen mit dem Steuersignal oder der Stromversorgung. Dieser Artikel enthält einen vollständigen Satz an Fehlerbehebungslösungen von der Software bis zur Hardware. Wenn Sie nacheinander vorgehen, können mehr als 90 % der Jitter-Probleme innerhalb von 15 Minuten gelöst werden.
1. Überprüfen Sie die Stromversorgungsfähigkeit. Wenn das Servo vibriert, ist die häufigste Ursache ein vorübergehend unzureichender Strom. Wenn ein Standard-Servo gestartet wird, kann der Strom 1 bis 2 A erreichen, und der maximale Ausgang des 5-V-Pins des Raspberry Pi beträgt nur etwa 500 mA. Zur Stromversorgung des Servos muss ein unabhängiges 5-V-Netzteil, also ein Netzteil mit mehr als 2A, verwendet werden, und der Raspberry Pi GND und der Servo-Stromversorgungs-GND müssen gemeinsam geerdet sein.
2. Bestätigen Sie die Stabilität des PWM-Signals: Die von den Raspberry Pi-Hardware-PWM-Pins (d. h. GPIO12, GPIO13, GPIO18, GPIO19) erzeugte Wellenformgenauigkeit ist weitaus genauer als die softwaresimulierte PWM. Wenn Sie Software-PWM von RPi.GPIO verwenden, kommt es durch Interferenzen zu Jitter. Der Umstieg auf Hardware-PWM oder die Verwendung der Pigpio-Bibliothek (die mikrosekundengenaue Impulse liefert) sollte Vorrang haben.
3. Reduzieren Sie die Steuerfrequenz und die Last. Für das Lenkgetriebe beträgt die typische PWM-Periode 20 ms, was 50 Hz entspricht. Wenn die Impulsbreite im Bereich von 500–2500 μs liegt, entspricht sie 0–180 Grad. Wenn der Arbeitszyklus im Code häufig aktualisiert wird, beispielsweise alle 1 ms, führt dies zu Überlastung und Jitter im internen Schaltkreis des Servos. Das Aktualisierungsintervall sollte auf mehr als 20 ms eingestellt werden und es sollte verhindert werden, dass derselbe Winkel kontinuierlich in die Schleife geschrieben wird.
Fall 1: Der Benutzer verwendet Raspberry Pi 3B+ und schließt das MG996R-Servo an. Der Servo zittert ständig, wenn der Code ausgeführt wird.
Nach der Überprüfung wird das Servo über den 5V-Pin des Raspberry Pi mit Strom versorgt. Nach dem Wechsel auf ein externes 5V/3A-Netzteil verschwand das Jitter-Phänomen. Die Schlussfolgerung lautet: Der Raspberry Pi kann Hochleistungsservos nicht direkt antreiben.
Fall 2: Zwischen verschiedenen Winkelbefehlen gab das Servo ein „zischendes“ Geräusch von sich und zitterte.
Der Logikanalysator hat festgestellt, dass die Periode der PWM-Wellenform im Bereich von 18 bis 22 Millisekunden schwankte. Dann habe ich auf die Hardware-PWM der Pigpio-Bibliothek umgestellt, und dann wurde die Wellenform stabil und das Problem war gelöst. Die daraus gezogene Schlussfolgerung ist, dass es der Software-PWM an Genauigkeit mangelt und Jitter verursacht.
Die notwendigen zugehörigen Elemente sind wie folgt: Raspberry Pi, ein Servo, das für bestimmte Funktionen verantwortlich ist, ein 5V/2A-Gleichstromnetzteil, das eine bestimmte elektrische potentielle Energie bereitstellt, und ein Steckbrett oder Verbindungskabel zum Anschluss verschiedener elektronischer Komponenten.
Verdrahtungsschritte：
1. Rotes Servokabel (Pluspol) → Pluspol der externen Stromversorgung
2. Das braune oder schwarze Kabel des Servos, das den Minuspol darstellt, sollte an den Minuspol der externen Stromversorgung angeschlossen werden. Gleichzeitig sollte es auch mit einem beliebigen GND-Pin des Raspberry Pi verbunden werden.
3. Der gelb-orangefarbene Draht des Servos, der als Signaldraht dient, sollte mit dem PWM-GPIO der Raspberry Pi-Hardware verbunden werden, z. B. GPIO18。
4. Es ist notwendig, den Minuspol des externen Netzteils mit dem Raspberry Pi GND zu verbinden. Andernfalls kommt es unweigerlich zu Jitter, wenn dem Signal ein Referenzpegel fehlt, was dazu führt, dass das Signal zittert.。
# Installation: sudo apt install pigpio und sudo systemctl enable pigpiod import pigpio pi = pigpio.pi() pi.set_mode(18, pigpio.OUTPUT) # 50-Hz-PWM einstellen, Impulsbreitenbereich 500–2500 μs pi.set_Servo_pulsewidth(18, 1500) # Mittel 90 Grad time.sleep(0.5) pi.set_Servo_pulsewidth(18, 1000) # 0 Grad # Stoppsignal: pi.set_Servo_pulsewidth(18, 0)Der Schlüsselparameter ist, dass Sie nach jedem Winkelbefehl mindestens 20 Millisekunden warten müssen, bevor Sie den nächsten Befehl senden, um Signalkonflikte zu vermeiden.
F1: Was soll ich tun, wenn das Servo immer noch vibriert, nachdem es alleine mit Strom versorgt wurde?
A: Überprüfen Sie die gemeinsame Erdungsverbindung. Wenn das negative Ende des externen Netzteils nicht mit dem GND des Raspberry Pi verbunden ist, bleibt das Signal schwebend, was zu Jitter führt.
F2: Der Servo wackelt immer noch leicht, nachdem Hardware-PWM verwendet wurde?
Reduzieren Sie die PWM-Frequenz auf die Mitte des Bereichs von 40 bis 60 Hz. Stellen Sie gleichzeitig sicher, dass der Code keine anderen GPIOs enthält, die häufig arbeiten und Störungen verursachen.
F3: Jitter tritt nur in einem bestimmten Winkelbereich auf?
Tritt die unter A genannte Situation auf, ist es möglich, dass das Servopotentiometer abgenutzt ist. Dann muss das Servo ausgetauscht und getestet werden. Wenn dies durch Tests ausgeschlossen werden kann, muss überprüft werden, ob ein Überlauf in der Pulsweitenberechnung vorliegt.
F4: Wie kann das Problem der gleichzeitigen Vibration mehrerer Servos gelöst werden?
Für A benötigt zur Berechnung des Gesamtstrombedarfs jedes Servo einen Bereich von 1 bis 2 Ampere. Es ist eine Stromversorgung mit 5 Volt und einem Strom größer oder gleich IO Ampere erforderlich. Zur Filterung muss ein zusätzlicher Elektrolytkondensator mit einer Kapazität von 1000 Mikrofarad eingebaut werden.
F5: Warum kann es bei Verwendung von Software-PWM leicht zu Verwacklungen kommen?
A: Raspberry Pi Linux ist ein Nicht-Echtzeitsystem. Software-PWM wird von der Systemplanung beeinflusst. Sein Impulsbreitenfehler erreicht ±200 μs. Es liegen Fehler im Hardware-PWM vor.。
[ ] Die Servostromversorgung ist unabhängig vom Raspberry Pi und der Strom beträgt ≥ 2A?
[ ] Sind der Minuspol des externen Netzteils und der Raspberry Pi GND verbunden?
[ ] Die Signalleitung ist mit einem von GPIO12/13/18/19 verbunden?
[ ] Verwendet der Code Pigpio oder wiringPi-Hardware-PWM?
[ ] Winkelaktualisierungsintervall ≥ 20 ms?
[ ] Nicht mehr als 2 mittelgroße Servos gleichzeitig antreiben?
Die Essenz des Jitter-Phänomens im Steuerservo des Raspberry Pi ist: unzureichende Stromversorgung, mangelnde PWM-Genauigkeit oder fehlende gemeinsame Masseverbindung. Unabhängige Stromversorgung, Hardware-PWM-Methode und gemeinsame Erdung sind die drei eisernen Prinzipien zur Lösung dieses Problems. Es wird empfohlen, die folgenden Maßnahmen umgehend umzusetzen:
1. Entfernen Sie das Servo und verwenden Sie ein externes 5V/2A-Netzteil zur separaten Stromversorgung.
2. Migrieren Sie den Code nachPigpioHardware-PWM-Ausgang der Bibliothek.
3. Messen Sie mit einem Multimeter den Widerstand zwischen der Servostromversorgung und dem Raspberry Pi GND. Es sollte 0 Ω sein.
Nach der Umsetzung dieser drei Schritte verschwinden 90 % der Jitter-Probleme innerhalb von zehn Minuten. Wenn es noch vorhanden ist, überprüfen Sie die besonderen Umstände einzeln in den obigen Fragen und Antworten. Denken Sie daran: Versuchen Sie niemals, Software zu verwenden, um eine Pulsweitenmodulation zum Antrieb des Servos zu simulieren – dies ist die Lösung mit der geringsten Zuverlässigkeit.
Aktualisierungszeit: 29.04.2026
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