Tutorial de rotación del servo de control de Raspberry Pi, desde el cableado hasta el código para hacer que el servo se mueva

Recientemente, muchos amigos me han preguntado si quieren usar Raspberry Pi para hacer algunos pequeños inventos, pero no saben cómo hacerlo.servomover. ¿Se ha encontrado usted también con este tipo de vergüenza?servoestá conectado y se ingresa el código, pero simplemente no se mueve o tiembla como una convulsión? No te preocupes, esto es en realidad un obstáculo que todo fabricante deberá atravesar. Hoy te llevaré paso a paso para romper este hueso duro, para que elservoen su mano puede girar obedientemente al ángulo especificado.

Cómo controlar la rotación del servo con Raspberry Pi

Si desea utilizar una Raspberry Pi para controlar un servo, primero debe comprender cómo "hablan" los dos. El servo no puede entender las señales digitales de la Raspberry Pi. Sólo reconoce una señal de forma de onda llamada PWM (Modulación de ancho de pulso). En pocas palabras, envía pulsos eléctricos de diferentes anchos al mecanismo de dirección para indicarle que "gire a la posición media" o "gire hacia la derecha". La propia Raspberry Pi tiene pines de hardware PWM, pero el número es limitado, por lo que mucha gente utiliza la simulación de software. Solo necesitas conectar la línea de señal del servo al pin GPIO de la Raspberry Pi, y luego generar la señal de pulso correspondiente a través de la programación, y el servo podrá entender tus instrucciones.

¿Qué servo es más adecuado para Raspberry Pi?

Hay una gran variedad de servos en el mercado y elegir el incorrecto puede resultar problemático. Para comenzar con Raspberry Pi, le recomiendo encarecidamente que utilice el microservo SG90 de 9 g normal. Este pequeño servo es económico y resistente, y el requisito de voltaje es exactamente los 5 V que puede proporcionar la Raspberry Pi. Si desea realizar un trabajo duro, como controlar un brazo robótico, debe considerar este tipo de servo de alto par con engranaje metálico. Sin embargo, me gustaría recordarles que la gran corriente de trabajo del servo puede ser demasiado para la Raspberry Pi, por lo que es mejor alimentarlo por separado. Hay otro punto que es fácil pasar por alto. Hay dos tipos de servos: analógicos y digitales. Para los principiantes, lo analógico es suficiente. La lógica de control es simple y directa.

¿Cuáles son los errores más comunes al realizar el cableado?

El paso del cableado parece sencillo, pero mucha gente se topa con él. El error más común es conectar los polos positivo y negativo al revés. Puedes oler un olor pegajoso en un instante y el servo será desechado. Tienes que recordar: el cable rojo va a la fuente de alimentación de 5 V, el cable marrón o negro va a tierra y el cable de señal amarillo o naranja va al pin GPIO. Otro problema es el suministro de energía insuficiente. El pin de 5V de Raspberry Pi tiene una corriente de salida limitada. Si se utilizan más de dos servos, el voltaje disminuirá, lo que provocará que la Raspberry Pi se reinicie. Un enfoque seguro es utilizar una fuente de alimentación externa solo para el servo y conectar la tierra de la fuente de alimentación a la tierra de la Raspberry Pi para que la señal pueda transmitirse normalmente.

Principios que debes comprender antes de escribir código

Antes de comenzar oficialmente a escribir código, primero debes comprender a fondo los secretos detrás de la rotación del servo. El ángulo del servo está determinado por un factor llamado "ciclo de trabajo". Usemos una analogía vívida. Esto es como el interruptor del grifo que usamos todos los días. Cuanto más tiempo esté activado el interruptor, mayor será la cantidad de agua que saldrá. En la señal PWM, cuanto mayor sea la proporción de nivel alto, mayor será el ángulo de rotación del servo. Para los servos estándar, el ciclo generalmente se establece en 20 milisegundos y el tiempo de alto nivel está entre 0,5 milisegundos y 2,5 milisegundos, lo que corresponde al rango de ángulo de 0 grados a 180 grados. Cuando utilice bibliotecas de Raspberry Pi, como RPi.GPIO o otras más avanzadas, debe convertir estos tiempos en valores de ciclo de trabajo. Aunque todo el proceso suena un poco complicado, afortunadamente, las funciones de la biblioteca generalmente se han encapsulado para usted y solo necesita proporcionar directamente el ángulo deseado.

Sin embargo, incluso si las funciones de la biblioteca se han encapsulado, todavía hay algunos detalles que vale la pena tener en cuenta durante la operación real. Por ejemplo, diferentes modelos de servos pueden tener ligeras diferencias en los parámetros, lo que requiere que usted revise cuidadosamente la documentación relevante antes de su uso para asegurarse de que los parámetros establecidos coincidan con los servos reales. Además, al escribir código, preste atención a la estructura lógica clara del código y cada paso debe ser riguroso y preciso. Aunque las funciones de la biblioteca simplifican muchas operaciones, si la lógica del código es confusa, aún puede causar que el servo no gire como se esperaba. Al mismo tiempo, durante el proceso de depuración, debemos ser buenos en el uso de varias herramientas de depuración para descubrir y resolver rápidamente posibles problemas, como errores de configuración de tiempo de alto nivel, errores de cálculo del ciclo de trabajo, etc. Solo considerando cada aspecto de manera integral y meticulosa podemos garantizar que el servo pueda girar con precisión de acuerdo con sus instrucciones y lograr con éxito las funciones que espera.

Cómo hacer que el mecanismo de dirección gire más suavemente

Si dejas que el servo salte directamente de 0 grados a 180 grados, rebotará repentinamente como si estuviera asustado. Esto no sólo hará que el movimiento sea rígido, sino que también dañará fácilmente el servoengranaje. Si quieres que los movimientos se vean bien, debes usar la idea de "gradiente". ️ 1. Primero establezca un ángulo inicial y un ángulo objetivo. ️ 2. Calcula cuántos pasos se necesitan en el medio. ️ 3. Gire solo una pequeña cantidad en cada paso y agregue un poco de retraso en el medio. Por ejemplo, si escribe un bucle que aumenta 1 grado cada vez y se retrasa 20 milisegundos, el servo se moverá suavemente como un brazo real. Este método es particularmente práctico cuando se hace que los robots caminen o agarren los brazos del robot, y el efecto visual mejora instantáneamente en varios niveles.

Qué hacer si el mecanismo de dirección vibra

Después de trabajar tan duro para escribir el programa, el servo tiembla como paja. Probablemente esta situación se deba a un problema de suministro eléctrico. Primero, verifique si la fuente de alimentación es estable. Utilice un multímetro para medir el voltaje. Si la fluctuación es grande, agregue un condensador para filtrarla. En segundo lugar, puede ser que la señal PWM en sí sea inestable y que el PWM simulado por software se altere fácilmente cuando la Raspberry Pi ejecuta tareas múltiples. La solución es utilizar pines PWM de hardware o actualizar la biblioteca. Esta biblioteca utiliza tecnología DMA (acceso directo a memoria) y la precisión de la señal será mucho mayor. También es posible que la línea de señal sea demasiado larga y esté sujeta a interferencias. Intente utilizar una línea DuPont más corta o coloque una pequeña resistencia en la línea de señal.

Al ver esto, deberías tener confianza al controlar el servo con Raspberry Pi. Tengo mucha curiosidad, ¿para qué proyectos interesantes planeas utilizar esta habilidad? ¿Es un brazo robótico para agarrar cosas o es un pequeño robot que mueve la cabeza? Ven al área de comentarios para charlar sobre tus pensamientos. Si este artículo te resulta útil, recuerda darle me gusta y compartirlo con más amigos, para que más personas puedan unirse a la familia maker.