.. note::
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.. _1.3.2_py:
1.3.2 サーボモータ
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はじめに
--------------
このプロジェクトでは、サーボモータを回転させる方法を学びます。
必要な部品
-----------------------
このプロジェクトには、以下の部品が必要です。
.. image:: ../img/list_1.3.2.png
一式をまとめて購入すると便利です。リンクはこちら：
.. list-table::
:widths: 20 20 20
:header-rows: 1
* - 名前
- このキットのアイテム
- リンク
* - Raphael Kit
- 337
- |link_Raphael_kit|
以下のリンクから個々に購入することも可能です。
.. list-table::
:widths: 30 20
:header-rows: 1
* - コンポーネントの紹介
- 購入リンク
* - :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|
回路図
-------------
.. image:: ../img/image337.png
実験手順
---------------
**ステップ1:** 回路を組み立てます。
.. image:: ../img/image125.png
**ステップ2:** コードのフォルダに移動します。
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/raphael-kit/python/
**ステップ3:** 実行可能ファイルを起動します。
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 1.3.2_Servo.py
プログラムが実行された後、サーボモータは0度から180度、次に180度から0度へと循環して回転します。
**コードについて**
.. note::
下記のコードは **変更/リセット/コピー/実行/停止** が可能です。ただし、その前に ``raphael-kit/python`` のようなソースコードのパスに移動する必要があります。コードを変更した後、そのまま実行して効果を確認できます。
.. raw:: html
.. 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()
**コードの説明**
.. code-block:: python
p = GPIO.PWM(ServoPin, 50) # set Frequecy to 50Hz
p.start(0) # Duty Cycle = 0
ServoPinをPWMピンとして設定し、周波数を50Hz、周期を20msに設定します。
p.start(0): PWM機能を実行し、初期値を0に設定します。
.. 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
setAngle()という関数を作成し、0から180までの角度をサーボに書き込みます。
.. code-block:: python
angle = max(0, min(180, angle))
このコードは、角度を0-180°の範囲内に制限するために使用されます。
min()関数は入力値の最小値を返します。
もしangleが180より大きい場合、180を返します。そうでなければ、angleを返します。
max()関数は反復可能なオブジェクト内での最大要素、または二つ以上のパラメータの最大値を返します。
もしangleが0より小さい場合、0を返します。そうでなければ、angleを返します。
.. 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)
サーボに0〜180°の範囲を描画するため、サーボのパルス幅を0.5ms（500us）〜2.5ms（2500us）に設定します。
PWMの周期は20ms（20000us）であるため、PWMのデューティサイクルは
(500/20000)%〜(2500/20000)%であり、0〜180の範囲は2.5〜12.5にマッピングされます。
現象の画像
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.. image:: ../img/image126.jpeg