树莓派-Pico控制舵机

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前言

这价格便宜的树莓派Pico总觉得应该拿来做点什么，它总不能只用来点亮几个灯就没别的用途了吧，所以就找了些文章研究了如何用树莓派Pico控制SG90舵机。

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一、SG90舵机是什么？

SG90舵机，常用在小型机器人、智能小车、机械臂、固定翼等小型模型上，因为内部的齿轮多数为塑料的，承受不了太大的扭力。

舵机类型又分为两种，一种是模拟舵机，另一种是数字舵机，像SG90就是模拟舵机。
模拟舵机和数字舵机的区别

转动角度为360°的舵机与转动角度为90°/180°的舵机工作的方式又是不一样的，360°的舵机相当于是无极变速的减速电机，只能控制转动的速度和转动的方向，不能控制转动到想要的角度，但控制的方式和一般舵机的控制信号相同。

参数介绍

型号	SG90
重量	9g
工作扭矩	1.6kg/cm
反应速度	0.12-0.13s/60°
建议使用温度	-30° ~ +60°
死区设定	5us
转动角度	90°/180°（与程序的写法有关）
舵机类型	模拟舵机
使用电压	3 ~ 7.2V（推荐用5V）
结构材质	塑料齿

工作原理

舵机的工作原理

控制电路板接受来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。

舵机的控制信号

舵机的控制信号为周期是20ms的脉宽调制（PWM）信号，其中脉冲宽度从0.5ms-2.5ms，相对应舵盘的位置为0－180度，呈线性变化。也就是说，给它提供一定的脉宽，它的输出轴就会保持在一个相对应的角度上，无论外界转矩怎样改变，直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号，它才会改变输出角度到新的对应的位置上。舵机内部有一个基准电路，产生周期20ms，宽度1.5ms的基准信号，有一个比较器，将外加信号与基准信号相比较，判断出方向和大小，从而产生电机的转动信号。

二、与舵机信号线的接线图

本人是控制两个舵机，所以用到了两个端口，GP0和GP1。

三、给树莓派Pico注入灵魂（代码）

注入的灵魂如下（示例）：

'''
该程序为树莓派pico控制180°舵机
使用的端口：0和1  用了两个舵机，上面的用0端口，下面的用1端口
'''

import machine, time, urandom
from machine import Pin

 
p1=machine.PWM(Pin(0))
p2=machine.PWM(Pin(1))

p1.freq(50)#50Hz频率下周期为20ms
p2.freq(50)#50Hz频率下周期为20ms

p1.duty_u16(1638)#角度控制，1638-8192之间实现0度到180度转动
p2.duty_u16(1638)#角度控制，1638-8192之间实现0度到180度转动

time.sleep(0.5)
numder = [5, 15, 19, 31, 57]

def kk(ttime):  # 步长间隔，可以控制转动的速度和角度精确程度
    for i in range(1638, 8193, ttime):
        p1.duty_u16(i)#角度控制，1638-8192之间实现0度到180度转动
        p2.duty_u16(i)#角度控制，1638-8192之间实现0度到180度转动
        time.sleep(0.01)
        # print(i)
        
    # time.sleep(1)
    
    for j in range(8192, 1638, -ttime):
        p1.duty_u16(j)#角度控制，1638-8192之间实现0度到180度转动
        p2.duty_u16(j)#角度控制，1638-8192之间实现0度到180度转动
        time.sleep(0.01)
        # print(j)

while 1:
    random_float = urandom.choice(numder)
    print('当前速度为：',random_float)
    kk(random_float)

提示：
稍微注意一下，该代码中是让舵机云台一直左右摇摆或上下摇摆，但是转动的速度是随机的，应该说是转动的精准度是随机的，因为随机抽取的是步长，而不是时间。

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如果想用键盘来控制舵机云台的转动，MicroPython中有一个名为"machine"的库，它提供了与硬件交互的功能，包括检测键盘的能力。你可以使用"machine"库中的"Pin"类来检测键盘按键的状态。但本人还没能去研究如何实现用键盘来控制舵机云台的转动
想试的话，可以看看下面的代码做参考。

from machine import Pin

# 设置键盘引脚
keyboard_pin = Pin(0, Pin.IN)

# 检测键盘按键状态
while True:
    if keyboard_pin.value() == 1:
        print("键盘按键被按下")
    else:
        print("键盘按键未被按下")

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总结

目前只是初步研究了一下树莓派pico怎么控制舵机转动，还没到真正使用起来的地步，好歹能让树莓派pico控制三个舵机组成的机械臂吧。
该文章若对你有帮助，不妨点个赞噢~

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2023.12.22写
有写得不好、写得不对的地方还请各位指出，谢谢！