注釈

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1.3.2 サーボモータ

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。

../_images/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：

名前

このキットのアイテム

リンク

Raphael Kit

337

Raphael Kit

以下のリンクから個々に購入することも可能です。

コンポーネントの紹介

購入リンク

GPIO拡張ボード

購入

ブレッドボード

購入

ジャンパーワイヤー

購入

サーボ

購入

回路図

../_images/image337.png

実験手順

ステップ1: 回路を組み立てます。

../_images/image125.png

ステップ2: コードのフォルダに移動します。

cd ~/raphael-kit/python/

ステップ3: 実行可能ファイルを起動します。

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

注釈

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。

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

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。

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。

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。

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

../_images/image126.jpeg