如何使用BeagleBone Black控制伺服电机？

本文讲述使用BeagleBone® Black由Python测试程序控制伺服电机，将伺服电机角度设置在0度到180度之间。在BeagleBone® Black预安装的操作系统（Angstrom Linux）中安装好Python IO BBIO软件库。

控制伺服电机角度的Python测试程序代码：

# python servo.py
Angle (0 to 180 x to exit):90
Angle (0 to 180 x to exit):180
Angle (0 to 180 x to exit):0
Angle (0 to 180 x to exit):x
#

硬件：BeagleBone® Black、标准伺服器、1kΩ电阻（可选）、5V电源、内螺纹端子、面包板、跳线。1kΩ电阻不是必需的，但可以保护BeagleBone® Black。

连线

使用跳线连接开发板和面包板，如下图。将外部5VDC电源连接到DC电源插孔，引脚P8_13作为PWM输出控制伺服器。BeagleBone® Black唯一需要的其他连接是GND。

Python控制台

写入Python程序，将伺服电机角度设置为0度到180度，在此之前，可在Python控制台（ Python Console）进行实验。输入下列指令，启动Python控制台：

# python
Python 2.7.3 (default, Apr 3 2013, 21:37:23)
[GCC 4.7.3 20130205 (prerelease)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

首先，输入下列指令导入函数库

>>> import Adafruit_BBIO.PWM as PWM

在Python控制台逐个输入下列指令，将会看到伺服电机的位置发生改变：

>>> PWM.start("P8_13", 95.0, 60)
>>> PWM.set_duty_cycle("P8_13", 97.0)
>>> PWM.stop("P8_13")
>>> PWM.cleanup()

注意：如果伺服电机没有移动，则可能需要更改PWM信号极性，然后重试。向PWM.start函数添加第4个参数，其值为1，将反转PWM信号。

下面是相似的代码，但是设置了相反的参数：

>>> PWM.start("P8_13", 95.0, 60, 1)
>>> PWM.set_duty_cycle("P8_13", 97.0)
>>> PWM.stop("P8_13")
>>> PWM.cleanup()

写入程序

退出Python控制台：

>>> exit()

回到Linux提示符。输入以下命令创建名为Servo.py的新文件：

nano servo.py

将下面的代码粘贴到编辑器窗口中。注意：如果需要伺服器反向移动，将相应的参数添加到PWM.start函数中。

import Adafruit_BBIO.PWM as PWM
servo_pin = "P8_13"
duty_min = 3
duty_max = 14.5
duty_span = duty_max - duty_min
PWM.start(servo_pin, (100-duty_min), 60.0)
while True:
angle = raw_input("Angle (0 to 180 x to exit):")
if angle == 'x':
PWM.stop(servo_pin)
PWM.cleanup()
break
angle_f = float(angle)
duty = 100 - ((angle_f / 180) * duty_span + duty_min)
PWM.set_duty_cycle(servo_pin, duty)

输入下列指令启动程序：

# python servo.py
Angle (0 to 180 x to exit):90
Angle (0 to 180 x to exit):180
Angle (0 to 180 x to exit):0
Angle (0 to 180 x to exit):x
#

输入介于0到180之间的值将相应地设置伺服电机角度。
要停止程序，输入“ x”。
如果伺服电机在其范围的一端抖动，或者没有提供完整的180度运动范围，请尝试调整duty_min和duty_max中的值。
当输入“ x”时，PWM停止并运行“清除”，否则即使程序停止运行，PWM信号仍会在后台继续。

伺服电机

伺服电机的位置由脉冲长度设置。伺服电机预计大约每20毫秒接收一次脉冲。如果该脉冲在1毫秒或更短时间内处于高电平，则伺服角度将为零；如果为1.5毫秒，则它将位于其中心位置；如果为2毫秒或更长，则将为180度。

连续作用的伺服电机（continuous Servo）可以像位置伺服电机（position servo）一样使用。连续伺服电机以不同的脉冲宽度调整其速度，而不是使用绝对位置调整速度。本示例使用GPIO软件库的PWM功能生成用于伺服的脉冲，PWM频率设置为60Hz，以便伺服器大约每17毫秒接收一次脉冲。通过在3％到14.5％的相当窄的范围内调整占空比，可以更改脉冲的长度。对这些数字进行估算，然后进行一些微调，以提供所使用伺服电机的最大工作范围。

这是啥