Servo Driver Board

Servo Driver Board

基本信息 分类： 舵机 品牌： 丢石头

功能简介 特性 舵机控制/PWM输出 接口 I2C接口

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前言

本产品是通过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。不仅如此，还可以通过级联的方式最多级联62个驱动板，总共可以驱动992个舵机。适用于控制机械手臂，以及各种舵机机器人。

产品特性

• 输入电压VCC：2.3V-5.5V，最大耐压值5.5V
• 逻辑电压：3.3V
• 舵机电压：≤6V，一般为5V
• 驱动芯片：PCA9685（内置25MHz晶振，可不连接外部晶振，也可以连接外部晶振，最大50MHz）
• 控制接口：I2C（支持高达16路PWM输出，每路12位分辨率(4096级)）
• 固定孔通径：3.0mm

硬件说明

• 
• 控制引脚：
  • GND：电源负极
  • OE：使能端，一般不接
  • SCL：IIC时钟线
  • SDA：IIC数据线
  • VCC：电源正极，电路板工作电压（主要是给驱动芯片供电）
  • V+：舵机工作电压。当接入舵机数量较少时，可从此处供电
• 舵机供电端：舵机工作电压，当接入舵机数量较多时，必须从此处供电
• 主控芯片：PCA9685，具备IIC通信，同时内置了PWM驱动器和一个时钟，最大支持16路舵机控制
• IIC地址选择：级联时可通过A5-A0更改模块IIC地址，初始I2C地址是0x40
• 级联控制端；当多个驱动板级联时可通过该引脚扩展
• 舵机控制端/PWM输出端：16路舵机控制端，黄色为PWM控制线，红色为舵机电源线，黑色为地线。舵机编号从左开始，最左侧为一号舵机，以此类推共十六个舵机

使用说明

地址分配

• PCA9685的器件地址是由引脚A0，A1，A2，A3，A4，A5共同决定。由于有6个引脚共同决定器件地址，因此，可以有64个器件地址，但由于该IC上电便保留LED All Call address (0xE0，0111 0000)以及Software Reset address(0x06，0000 0110)，实际仅有62个可用器件地址，因此，理论上，1个I2C接口可控制16*62=992路PWM。
• 模块级联时每个驱动板都需要有一个唯一的访问地址。每个驱动板的初始I2C地址是0x40，可以通过A5-A0的跳线修改I2C地址。用焊锡将一个跳线连上就表示一个二进制数字“1”,断开则表示二进制数字“0”。如下图所示，该驱动板的IIC地址应为0x41
  • 

接线说明

单个驱动板

驱动板级联（以Arduino UNO为例）

• 多驱动板级联：最多可级联62个
• 

树莓派使用

提供python控制，功能包括简单的PCA9685库测试程序，wifi遥控程序以及蓝牙遥控程序。

打开I2C接口

在终端执行：

sudo raspi-config 
选择 Interfacing Options -> I2C ->yes 启动 i2C 内核驱动

然后重启树莓派：

sudo reboot

安装库

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

下载示例程序,并解压到指定目录

sudo apt-get install p7zip-full
wget http://wiki.diustou.com/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/

运行测试例程

python例程

#如果你是python2，树莓派默认是python2.7
cd python/
sudo python PCA9685.py
#如果你是python3
cd python3/
sudo python3 PCA9685.py

实验现象：将舵机接到0号通道，0号通道的舵机从0度转到180度，然后又从180度转动到0度，不断重复循环。

wifi遥控程序

cd Wifi-Control/
sudo python main.py

操作与现象:发送端(手机或者电脑)和接收端(树莓派)，需要连接到同一个局域网。程序是通过TCP协议传输数据，程序运行后会显示树莓派IP,服务器端口号是8000.
手机打开APP,选择Wifi遥控，输入对应的IP地址和端口号，点击连接.

连接成功进入控制界面，点击按键可以控制0~4号通道的舵机正反转。

也可在电脑上运行Qt软件控制，如下图

蓝牙遥控程序

执行：

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade -y
sudo apt-get dist-upgrade -y
sudo apt-get install pi-bluetooth bluez bluez-firmware blueman
sudo usermod -G bluetooth -a pi
sudo vi /etc/systemd/system/dbus-org.bluez.service
sudo reboot

启动/增加SPP，开启蓝牙设备

sudo vi /etc/systemd/system/dbus-org.bluez.service

重启树莓派后，输入hciconfig命令(类似ifconfig命令)查看蓝牙服务

如果有看到hci0设备则蓝牙已经开启工作。如果没有则没有识别到蓝牙设备
运行如下命令启动程序

cd Servo_Driver_HAT/python/Bluetooth-Control
sudo ./Bluetooth.sh

操作与现象:程序运行后会提示等待蓝牙连接，手机App选择蓝牙遥控，点击扫描，发现raspberrypi设备并连接。

连接程序后进入控制界面,点击按键可以遥控0~4通道的舵机正反转了。

注意:如果接收到的命令不对，可能需要在APP中config一下对应按键按下和松开时发送的命令。

注意:树莓派默认是只有180s的发现时间，如果想一直可以发现和配对，如果通过修改下面的文件配置。

sudo vi /etc/bluetooth/main.conf

找到下面两个语句并去掉注释。

程序兼容python3 ,运行的时候将python替换成python3即可。
更多关于树莓派wifi和蓝牙遥控可以参考AlphaBot2：
AlphaBot2

Jetson nano

提供python控制

安装库

安装函数库

• 打开终端界面，输入以下指令安装相应的函数库
  

sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-pip
sudo pip3 install Jetson.GPIO
sudo groupadd -f -r gpio
sudo usermod -a -G gpio your_user_name
sudo cp /opt/nvidia/jetson-gpio/etc/99-gpio.rules /etc/udev/rules.d/
sudo udevadm control --reload-rules && sudo udevadm trigger

【注意】your_user_name 是你使用的用户名

• 安装I2C
  

sudo apt-get install python-smbus

• 安装图像处理库：
  

sudo apt-get install python3-pil
sudo apt-get install python3-numpy

下载示例程序,并解压到指定目录

sudo apt-get install p7zip
wget http://wiki.diustou.com/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/Jetson\ Nano/

运行测试例程

• python2

cd python2/
sudo python test.py

• python3

cd python3/
sudo python3 test.py

文档

• 原理图

程序

• 示例程序

软件

• Windows Qt 客户端
• 安卓App控制客户端
• 安卓App控制客户端源码

数据手册

• PCA9685
• MP1584
• RT9193