树莓派与Python控制SG90舵机入门教程

"介绍如何使用树莓派通过Python控制SG90舵机，讲解舵机的工作原理及连接方法" 在深入探讨树莓派控制SG90舵机之前，我们需要理解舵机的基本工作原理。舵机是一种特殊的电机，它可以精确地在一定范围内转动到预设的角度，这得益于它内部的反馈系统。SG90舵机是一种小型、低成本的伺服电机，广泛应用于各种机器人和模型制作项目。 PWM（Pulse Width Modulation）信号是控制舵机的关键。PWM是一种通过调整脉冲宽度来改变平均功率的技术，从而达到模拟连续值的效果。对于舵机来说，这个脉冲宽度决定了舵机转过的角度。在50Hz的频率下，占空比（脉冲高电平时间与总周期的比例）在2.5%到12.5%之间变化时，舵机会转动0到180度。更具体的说，2.5%对应0度，12.5%对应180度，其余的占空比则对应于这两个极端之间的角度。 连接舵机到树莓派非常简单。SG90舵机通常有三条线：棕色（GND）、红色（+5V电源）和黄色（信号线）。棕色线连接到树莓派的GND引脚，红色线连接到5V电源，而黄色信号线则连接到树莓派的PWM接口。在树莓派上，你可以选择任何一个支持PWM的GPIO引脚，比如GPIO13（BCM编号），但具体使用哪个引脚取决于你的项目需求。 使用Python控制舵机时，你需要一个库，如Raspberry Pi的RPi.GPIO库，来生成PWM信号。编写程序时，只需要改变发送到信号线的PWM脉冲的占空比，就能控制舵机转动到相应的角度。在程序结束前，记得停止PWM输出，以避免后续可能的问题。 以下是一个简单的Python代码示例，展示如何初始化PWM，设置占空比，并在退出前清理资源： ```python import RPi.GPIO as GPIO import time GPIO.setmode(GPIO.BCM) pwm_pin = 13 GPIO.setup(pwm_pin, GPIO.OUT) pwm = GPIO.PWM(pwm_pin, 50) # 50Hz频率 def move_servo(angle): duty_cycle = (angle / 180) + 2.5 # 计算占空比 pwm.ChangeDutyCycle(duty_cycle) # 控制舵机转到90度 move_servo(90) time.sleep(1) # 清理并关闭PWM pwm.stop() GPIO.cleanup() ``` 这段代码会将舵机转动到90度，并在1秒后返回原位。请注意，确保在运行此代码前已正确安装RPi.GPIO库，并且根据实际连接的GPIO引脚调整`pwm_pin`的值。 通过树莓派和Python，我们可以实现对SG90舵机的精确控制，进而探索更多有趣的项目，如构建小型机器人、无人机或机械臂。随着技能的提升，你还可以结合人工智能和摄像头技术，实现更复杂的自主导航和目标识别功能。树莓派的强大计算能力，配合Python的易用性，无疑为我们打开了探索硬件世界的新大门。