树莓派伺服电机

### 连接和控制伺服电机的方法 #### 硬件连接 为了在树莓派上成功连接并控制伺服电机，需要了解其基本硬件需求。通常情况下，伺服电机通过三根线缆工作：电源正极（红色）、接地（黑色），以及信号输入（黄色或橙色）。对于树莓派而言，可以按照以下方式进行连接： - **电源供应** 树莓派本身并不适合直接为大功率设备供电，因此建议使用外部稳压电源来提供足够的电流支持。如果仅用于小型伺服电机测试，则可以直接利用树莓派的 GPIO 引脚中的 `5V` 或 `3.3V` 输出作为电源[^2]。 - **GPIO 配置** 将伺服电机的信号线连接至树莓派的一个可用 GPIO 引脚。例如，在引用中提到的例子中，可以选择未被其他外设占用的标准 GPIO 引脚（如 GPIO18）[^3]。 以下是推荐的具体接线方法： ```plaintext |-------------------|--------------------| | 树莓派引脚 | 功能 | |-------------------|--------------------| | GND | 接地 | | 5V/3.3V | 电源 | | GPIOxx | PWM 信号 | |-------------------|--------------------| ``` #### 软件实现 要驱动伺服电机旋转到指定角度，需向对应的 GPIO 发送精确的脉宽调制 (PWM) 信号。具体参数如下所示： - 周期：20毫秒（即频率为50赫兹） - 占空比范围：0.5毫秒 ~ 2.5毫秒 （分别对应于0度与180度） 下面是一个简单的 Python 实现例子，采用 RPi.GPIO 库完成对 SG90 类型的小型伺服电机的基本操作。 ```python import RPi.GPIO as GPIO import time class ServoControl: def __init__(self, pin=18): self.pin = pin GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(self.pin, GPIO.OUT) # 初始化 PWM 对象，默认频率设置为 50 Hz self.pwm = GPIO.PWM(self.pin, 50) def set_angle(self, angle): duty_cycle = ((angle / 18) + 2.5) * (100 / 20) # 计算占空比 self.pwm.start(duty_cycle) time.sleep(0.5) # 给予时间让马达调整位置 self.pwm.stop() if __name__ == "__main__": servo = ServoControl() try: while True: input_angle = float(input("Enter an angle between 0 and 180 degrees: ")) if 0 <= input_angle <= 180: servo.set_angle(input_angle) else: print("Invalid angle entered.") except KeyboardInterrupt: pass finally: GPIO.cleanup() # 清理资源 ``` 需要注意的是，由于树莓派默认使用的软件 PWM 可能存在抖动现象，影响精度，特别是在同时运行多个任务时更为明显[^1]。若追求更高稳定性，可考虑借助专用硬件模块或者切换成硬件级 PWM 支持的引脚。 --- ###