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.. _1.3.2_py:

1.3.2 Servo
============

Einführung
--------------

In diesem Projekt werden wir lernen, wie man das Servo zum Drehen bringt.

Erforderliche Komponenten
------------------------------

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

.. image:: ../img/list_1.3.2.png

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Set zu kaufen, hier ist der Link:

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - Name
        - ARTIKEL IN DIESEM SET
        - LINK
    *   - Raphael Set
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Sie können sie auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - KOMPONENTENBESCHREIBUNG
        - KAUF-LINK

    *   - :ref:`cpn_gpio_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_servo`
        - |link_servo_buy|

Schaltplan
--------------------

.. image:: ../img/image337.png


Experimentelle Verfahren
----------------------------

**Schritt 1:** Bauen Sie den Schaltkreis.

.. image:: ../img/image125.png

**Schritt 2**: Wechseln Sie in den Ordner des Codes.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python/

**Schritt 3**: Führen Sie die ausführbare Datei aus.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 1.3.2_Servo.py

Nachdem das Programm ausgeführt wurde, wird das Servo von 0 Grad 
auf 180 Grad drehen und dann von 180 Grad auf 0 Grad, zyklisch.

**Code**

.. note::

    Sie können den untenstehenden Code **Modifizieren/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen**. Aber bevor Sie das tun, müssen Sie zum Quellcode-Pfad wie ``raphael-kit/python`` wechseln. Nachdem Sie den Code geändert haben, können Sie ihn direkt ausführen, um das Ergebnis zu sehen.


.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    import RPi.GPIO as GPIO
    import time

    SERVO_MIN_PULSE = 500
    SERVO_MAX_PULSE = 2500
    ServoPin = 18

    def map(value, inMin, inMax, outMin, outMax):
        return (outMax - outMin) * (value - inMin) / (inMax - inMin) + outMin

    def setup():
        global p
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)       # Numbers GPIOs by BCM
        GPIO.setup(ServoPin, GPIO.OUT)   # Set ServoPin's mode is output
        GPIO.output(ServoPin, GPIO.LOW)  # Set ServoPin to low
        p = GPIO.PWM(ServoPin, 50)     # set Frequecy to 50Hz
        p.start(0)                     # Duty Cycle = 0
        
    def setAngle(angle):      # make the servo rotate to specific angle (0-180 degrees) 
        angle = max(0, min(180, angle))
        pulse_width = map(angle, 0, 180, SERVO_MIN_PULSE, SERVO_MAX_PULSE)
        pwm = map(pulse_width, 0, 20000, 0, 100)
        p.ChangeDutyCycle(pwm)#map the angle to duty cycle and output it    
    def loop():
        while True:
            for i in range(0, 181, 5):   #make servo rotate from 0 to 180 deg
                setAngle(i)     # Write to servo
                time.sleep(0.002)
            time.sleep(1)
            for i in range(180, -1, -5): #make servo rotate from 180 to 0 deg
                setAngle(i)
                time.sleep(0.001)
            time.sleep(1)
    def destroy():
        p.stop()
        GPIO.cleanup()

    if __name__ == '__main__':     #Program start from here
        setup()
        try:
            loop()
        except KeyboardInterrupt:  # When 'Ctrl+C' is pressed, the program destroy() will be executed.
            destroy()
        

**Code-Erklärung**

.. code-block:: python

    p = GPIO.PWM(ServoPin, 50)     # set Frequecy to 50Hz
    p.start(0)                     # Duty Cycle = 0

Legen Sie den servoPin als PWM-Pin fest, setzen Sie dann die Frequenz auf 50hz und die Periode auf 20ms.

p.start(0): Starten Sie die PWM-Funktion und setzen Sie den Anfangswert auf 0.

.. code-block:: python

    def setAngle(angle):      # make the servo rotate to specific angle (0-180 degrees) 
        angle = max(0, min(180, angle))
        pulse_width = map(angle, 0, 180, SERVO_MIN_PULSE, SERVO_MAX_PULSE)
        pwm = map(pulse_width, 0, 20000, 0, 100)
        p.ChangeDutyCycle(pwm)#map the angle to duty cycle and output it

Erstellen Sie eine Funktion, setAngle(), um einen Winkel von 0 bis 180 Grad in das Servo zu schreiben.

.. code-block:: python

    angle = max(0, min(180, angle))

Dieser Code dient dazu, den Winkel im Bereich von 0-180° zu begrenzen.

Die min()-Funktion gibt den kleinsten der eingegebenen Werte zurück. 
Wenn 180<angle, dann gibt 180 zurück, ansonsten angle.

Die max()-Methode gibt das größte Element in einem Iterable oder das größte von 
zwei oder mehr Parametern zurück. Wenn 0>angle, dann gibt 0 zurück, ansonsten angle.

.. code-block:: python

    pulse_width = map(angle, 0, 180, SERVO_MIN_PULSE, SERVO_MAX_PULSE)
    pwm = map(pulse_width, 0, 20000, 0, 100)
    p.ChangeDutyCycle(pwm)

Um einen Bereich von 0 ~ 180° an das Servo zu übergeben, wird die Pulslänge des Servos
auf 0,5ms(500us)-2,5ms(2500us) gesetzt.

Die Periode von PWM beträgt 20ms(20000us), so liegt das Tastverhältnis von PWM bei
(500/20000)%-(2500/20000)%, und der Bereich von 0 ~ 180 wird auf 2,5 ~
12,5 abgebildet.

Phänomen Bild
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.. image:: ../img/image126.jpeg