树莓派4B通过16路PWM输出的PCA9685模块控制舵机（机械臂）附完整代码

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树莓派4B通过16路PWM输出的PCA9685模块控制舵机（机械臂）附完整代码
一、 Servo Driver HAT拓展板介绍
二、2开启I2C
三、安装相关驱动
四、通过代码驱动舵机（机械臂）
- 4.1舵机的初始位置校准
- 4.2完整代码

内容参考微雪课堂

一、 Servo Driver HAT拓展板介绍

Servo Driver HAT是基于树莓派而设计的PWM/舵机扩展板，通过PCA9685芯片扩展16路舵机控制或者PWM输出，每个通道12位分辨率。通过I2C接口控制，无需占用额外的引脚。板载5V稳压芯片，可接电池供电，最大输出3A电流。适用于控制机械手臂，以及各种舵机机器人。

输入电压VIN：6V~12V
舵机电压：5V
逻辑电压：3.3V
板子可以从树莓派上取电不需要额外供电。
也可以通过右边绿色端子VIN接电池供电，输入电压范围6V~12V。经过板载的5V稳压芯片输出5V电源给舵机和树莓派供电，最大输出电流3A。
A0~A4可以设置PCA9685芯片的I2C设备地址，可以同时接多个Servo Driver HAT
最上面的排针是舵机接口，黑色排针是GND(大部分舵机对应的是褐色线),
红色排针是5V电源，黄色排针是PWM信号线，有0~15个通道，可以同时接16个舵机。注意舵机线不要接反，否则舵机不会转动。
注意:
如果接大功率的舵机可能会出现供电不足，因为整个板子是5V的供电，这个5V连接着树莓派和舵机供电，功率太大会拉低树莓派5V电源，导致欠压树莓派重启，把板载上的0R电阻去除，右侧绿色VIN端子接外部电源(6-12V)

我操作的是两个机械臂一共十个舵机所以我外接了一个12V电源

二、2开启I2C

在终端执行

sudo raspi-config
Interfacing Options-->I2C-->YES-->Finish

保险起见重启树莓派终端输入

sudo reboot

三、安装相关驱动

安装相关库文件

sudo apt-get updata
sudo apt-get install python-pip
sudo pip install RPi.GPIO
sudo apt-get install python-smbus

2021.11.20更正第一句命令应该为

sudo apt-get update

下载示例程序,并解压到指定目录

sudo apt-get install p7zip-full
wget http://www.waveshare.net/w/upload/6/6c/Servo_Driver_HAT.7z
7zr x Servo_Driver_HAT.7z -r -o./Servo_Driver_HAT
sudo chmod 777 -R Servo_Driver_HAT
cd Servo_Driver_HAT/Raspberry\ Pi/

解压后可以看见有一个名为PCA9685.py的文件我们可以在 home/pi 上新建个文件夹并把PCA9685.py这个文件放进这个文件夹只有代码和库文件在同一个目录下才能正确调用

四、通过代码驱动舵机（机械臂）

4.1舵机的初始位置校准

这里用到函数 pwm.setServoPulse(5,500)
这个函数需要两个参数第一个是通道号第二个是脉冲舵机根据脉冲调整角度默认500为最小值 2500为最大值所以当第二个参数为1500时为竖直状态
调整过程：在上电状态将每个舵机参数设置为1500pwm.setServoPulse(5,1500)将每个舵机都拆下并重新组装即可（按实际情况而定如此机械臂底盘舵机就可不用另外调试）

4.2完整代码

from PCA9685 import PCA9685#调用PCA9685库文件
import timepwm=PCA9685(0x40)#对地址初始化
pwm.setPWMFreq(50)#对频率初始化def smooth(road,before,after):#对动作的优化函数通过传递上一次参数而一脉冲一脉冲改变 显得更加流畅if before <=after:for i in range(before,after+1,1):pwm.setServoPulse(road,i)else:for i in range(before,after+1,-1):pwm.setServoPulse(road,i)def action1():#开爪 直立pwm.setServoPulse(0,500)pwm.setServoPulse(1,1500)pwm.setServoPulse(2,1500)pwm.setServoPulse(3,1500)pwm.setServoPulse(4,500)def action2():#低头抓取smooth(1,1500,2200)smooth(3,1500,1000)smooth(2,1500,2300)#smooth(3,1000,1000)#pwm.setServoPulse(4,500)smooth(4,500,1500)def action3():#转向传递东西 smooth(1,2200,1500)smooth(2,2300,1900)smooth(3,1000,2000)smooth(4,1500,2000)smooth(0,500,2500)def action3h():#开爪低头呈递东西smooth(4,2000,600)smooth(2,1900,1500)smooth(3,2000,1500)smooth(4,500,1500)#函数1233h操控一号机械臂
#函数4567操控二号机械臂def action4():#2号机械臂开爪直立pwm.setServoPulse(5,500)pwm.setServoPulse(6,1500)pwm.setServoPulse(7,1500)pwm.setServoPulse(8,1500)pwm.setServoPulse(9,500)def action5():#低头接过1号机械臂呈递的东西smooth(7,1500,1850)smooth(8,1500,1970)smooth(9,500,1650)def action6():#转向开爪将东西放下smooth(5,500,1400)smooth(8,1970,1200)smooth(6,1500,2200)smooth(7,1850,2200)smooth(9,1650,500)def action7():#恢复直立回到初始位置闭爪smooth(6,2200,1500)smooth(7,2200,1500)smooth(8,1200,1500)smooth(9,500,1650)smooth(5,1400,500)action1()
action4()
action2()
action3()
time.sleep(1)
action5()
action3h()
action6()
action7()smooth(0,2500,500)#一号机械臂回到初始位置

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