樹莓派4B通過16路PWM輸出的PCA9685模塊控制舵機（機械臂）附完整代碼

內容參考微雪課堂

一、 Servo Driver HAT拓展板介紹

Servo Driver HAT是基于樹莓派而設計的PWM/舵機擴展板，通過PCA9685芯片擴展16路舵機控制或者PWM輸出，每個通道12位解析度，通過I2C介面控制，無需占用額外的引腳，板載5V穩壓芯片，可接電池供電，最大輸出3A電流，適用于控制機械手臂，以及各種舵機機器人，

輸入電壓VIN：6V~12V
舵機電壓：5V
邏輯電壓：3.3V
板子可以從樹莓派上取電不需要額外供電，
也可以通過右邊綠色端子VIN接電池供電，輸入電壓范圍6V~12V，經過板載的5V穩壓芯片輸出5V電源給舵機和樹莓派供電，最大輸出電流3A，
A0~A4可以設定PCA9685芯片的I2C設備地址，可以同時接多個Servo Driver HAT
最上面的排針是舵機介面，黑色排針是GND(大部分舵機對應的是褐色線),
紅色排針是5V電源，黃色排針是PWM信號線，有0~15個通道，可以同時接16個舵機，注意舵機線不要接反，否則舵機不會轉動，
注意:
如果接大功率的舵機可能會出現供電不足，因為整個板子是5V的供電，這個5V連接著樹莓派和舵機供電，功率太大會拉低樹莓派5V電源，導致欠壓樹莓派重啟，把板載上的0R電阻去除，右側綠色VIN端子接外部電源(6-12V)

我操作的是兩個機械臂一共十個舵機所以我外接了一個12V電源

二、2開啟I2C

在終端執行

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

保險起見 重啟樹莓派 終端輸入

sudo reboot

三、安裝相關驅動

安裝相關庫檔案

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

下載示例程式,并解壓到指定目錄

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/

解壓后可以看見有一個名為PCA9685.py的檔案 我們可以在 home/pi 上新建個檔案夾 并把PCA9685.py這個檔案放進這個檔案夾 只有代碼和庫檔案在同一個目錄下才能正確呼叫

四、通過代碼驅動舵機（機械臂）

4.1舵機的初始位置校準

這里用到函式 pwm.setServoPulse(5,500)
這個函式需要兩個引數 第一個是通道號 第二個是脈沖 舵機根據脈沖調整角度 默認500為最小值 2500為最大值 所以當第二個引數為1500時為豎直狀態
調整程序：在上電狀態 將每個舵機引數設定為1500pwm.setServoPulse(5,1500)將每個舵機都拆下并重新組裝即可 （按實際情況而定如此機械臂底盤舵機就可不用另外除錯）

4.2完整代碼

from PCA9685 import PCA9685#呼叫PCA9685庫檔案
import time


pwm=PCA9685(0x40)#對地址初始化
pwm.setPWMFreq(50)#對頻率初始化

def smooth(road,before,after):#對動作的優化函式通過傳遞上一次引數而一脈沖一脈沖改變 顯得更加流暢
    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():#開爪 直立
    pwm.setServoPulse(0,500)
    pwm.setServoPulse(1,1500)
    pwm.setServoPulse(2,1500)
    pwm.setServoPulse(3,1500)
    pwm.setServoPulse(4,500)
    
    
def action2():#低頭抓取
    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():#轉向傳遞東西 
    smooth(1,2200,1500)
    smooth(2,2300,1900)
    smooth(3,1000,2000)
    smooth(4,1500,2000)
    smooth(0,500,2500)
    
def action3h():#開爪低頭呈遞東西
    smooth(4,2000,600)
    smooth(2,1900,1500)
    smooth(3,2000,1500)
    smooth(4,500,1500)
    
#函式1233h操控一號機械臂
#函式4567操控二號機械臂

def action4():#2號機械臂開爪直立
    pwm.setServoPulse(5,500)
    pwm.setServoPulse(6,1500)
    pwm.setServoPulse(7,1500)
    pwm.setServoPulse(8,1500)
    pwm.setServoPulse(9,500)
    
def action5():#低頭接過1號機械臂呈遞的東西
    smooth(7,1500,1850)
    smooth(8,1500,1970)
    smooth(9,500,1650)
    
def action6():#轉向開爪將東西放下
    smooth(5,500,1400)
    smooth(8,1970,1200)
    smooth(6,1500,2200)
    smooth(7,1850,2200)
    smooth(9,1650,500)
    
def action7():#恢復直立回到初始位置閉爪
    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)#一號機械臂回到初始位置

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