舵机python控制

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mob64ca12dfd1d5 2024-10-17 13:25:27 ©著作权

文章标签 舵机 Python 代码示例 文章分类 Python 后端开发

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舵机的Python控制入门

舵机是广泛应用于机器人、遥控设备以及自动化系统中的一类电机。它们能够精确定位，并根据输入信号调整角度。本文将介绍如何用Python控制舵机，并提供相关的代码示例。

什么是舵机？

舵机是一种带有反馈机制的电动机，能够在一定范围内精确旋转。通常，舵机通过PWM（脉冲宽度调制）信号控制其角度。PWM是一种有效的控制舵机位置和速度的方法。

硬件准备

在控制舵机之前，我们需要一些硬件：

舵机电机
Raspberry Pi 或 Arduino
跳线

在Python中，我们可以利用RPi.GPIO或pigpio库来发送PWM信号。

安装必要的库

如果使用的是Raspberry Pi，首先需要安装GPIO库。可以通过以下命令安装：

sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-rpi.gpio

对于Arduino，使用pySerial库，可以通过以下命令进行安装：

pip install pyserial

控制舵机的基本代码示例

接下来，我们将通过示例代码展示如何控制舵机的角度。

在Raspberry Pi上控制舵机

以下是一个基本的示例程序，以控制舵机至0度和90度：

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# 定义舵机的GPIO脚
servo_pin = 18

# 设置GPIO模式
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(servo_pin, GPIO.OUT)

# 设置PWM频率
pwm = GPIO.PWM(servo_pin, 50)  # 50Hz
pwm.start(0)

def set_angle(angle):
    duty = angle / 18 + 2  # 将角度转为对应的占空比
    pwm.ChangeDutyCycle(duty)
    time.sleep(1)  # 保持1秒

try:
    # 将舵机转至0度
    set_angle(0)
    time.sleep(2)
    
    # 将舵机转至90度
    set_angle(90)
    time.sleep(2)
    
finally:
    pwm.stop()
    GPIO.cleanup()

在Arduino上控制舵机

如果使用Arduino，可以使用下面的代码：

#include <Servo.h>

Servo myServo;

void setup() {
  myServo.attach(9);  // 将舵机连接在9号引脚
}

void loop() {
  myServo.write(0);   // 0度
  delay(2000);        // 等待2秒
  myServo.write(90);  // 90度
  delay(2000);        // 等待2秒
}

状态图

使用状态图可以清晰地展示舵机的状态变化过程。下面是舵机控制过程的状态图：

stateDiagram
    [*] --> 休眠状态
    休眠状态 --> 设置角度
    设置角度 --> 等待指令
    等待指令 --> 运行舵机
    运行舵机 --> [*]

旅行图

在控制舵机前后的过程可以使用旅行图来表示：

journey
    title 舵机控制流程
    section 设定操作
      准备设备: 5:  準備完成
      连接舵机: 4:  连接完成
    section 执行操作
      转至0度: 3:  成功
      等待: 2:  等待2秒
      转至90度: 3:  成功
      等待: 2:  等待2秒
    section 清理工作
      停止PWM: 5:  停止成功
      清理GPIO: 5:  清理完成