RC 서보를 어떻게 제어 할 수 있습니까?

파이썬을 통해 GPIO 핀에서 작은 RC 서보 (5 V, 500 mA)를 제어하고 싶습니다 .

하드웨어

• 필요한 전기 연결은 무엇입니까?
• 여러 개의 서보를 Raspberry Pi에 연결할 수 있습니까?
• 현재 제한 사항이 있습니까? 트랜지스터로 출력 핀을 버퍼링해야합니까?
• Raspberry Pi에서 직접 서보에 전원을 공급할 수 있습니까, 아니면 외부 전원 공급 장치를 사용해야합니까? 서보의 급격한 전력 소모를 부드럽게하기 위해 커패시터가 필요합니까?

소프트웨어

• 어떤 소프트웨어 / 파이썬 코드가 필요합니까? 20ms 펄스가 필요하다는 것을 알고 있습니다. 어떻게 이것을 달성 할 수 있습니까?
• 이런 식으로 Raspberry Pi를 사용하면 어떤 종류의 CPU로드를 기대할 수 있습니까?

필요한 전기 연결은 사용중인 서보에 따라 다릅니다. GPIO는 3.3 V를 제공하고 16mA까지 당신이 트랜지스터를 버퍼해야합니다, 그래서 당신의 서보 불충분.

확장 헤더 에는 8 개의 GPIO 핀이 있지만 다른 핀은 총 17 개의 GPIO 핀을 제공하도록 재구성 할 수 있습니다. 더 필요한 경우 일종의 멀티플렉서를 추가해야합니다.

인터럽트 및 작업 스위치는 언제든지 발생할 수 있으므로 Raspberry Pi 또는 비 실시간 OS에서는 정확한 시간에 신호를 얻는 것이 까다로울 수 있습니다. 정확한 시간 신호를 제공하려면 외부 전자 장치가 필요할 것입니다.

Andrew는 일부 소프트웨어를 지적했습니다. CPU로드는 수행중인 작업에 따라 다르지만 GPIO 자체는로드를 추가하지 않습니다.

Raspberry Pi에서 실시간 운영 체제를 실행하는 경우 실제로 가능합니다. 다른 사람들이 이미 말했듯이 서보에 외부 전원이 필요하지만 다른 추가 하드웨어는 필요하지 않습니다.

Xenomai (Linux 용 실시간 패치)를 실행중인 경우 완전히 익숙한 Linux 시스템을 실행할 수 있지만 실시간 기능이 추가됩니다.

Raspberry Pi의 서보를 제어하기 위해 작은 C 라이브러리를 작성했습니다. 3 개의 서보를 동시에 제어하려고 시도했지만 더 이상 작동하지 않는 이유는 없습니다.

내 작은 라이브러리를 여기에서 찾을 수 있습니다 : https://github.com/simonfi/pi-servo 파이썬 래퍼를 추가하는 것은 쉽지 않습니다. Raspberry Pi 용 Xenomai는 여기에서 찾을 수 있습니다. http://powet.eu/2012/07/25/raspberry-pi-xenomai/

3 개의 서보에 필요한 신호를 생성하는 것은 기본적으로 무시할만한 양의 CPU를 소비합니다. 아직 3 번 이상 테스트하지 않았습니다.

Linux Kernel 드라이버를 사용하는 것이 마음에 들지 않으면 서보를 char 장치로 노출시키는 서보 블라스터가 있습니다.

https://github.com/richardghirst/PiBits

서보 사용을 위해 모든 gpio 핀을 사용하지 않는 새 버전을 만들었습니다. 저는 현재 소형 서보 구동 로봇에서 이러한 로봇을 사용하고 있습니다. 저는 로봇 클럽을 위해 IPGamePad를 사용하여 로봇 클럽을 제작하고 데모했습니다.

https://github.com/jronald/PiBits

또한 RPI를 통해 서보 전원을 공급받지 않고 별도의 전원 공급 장치를 사용합니다. 물론 그 근거를 함께 묶어야합니다. RPI가 서보로 출력되므로 전압 시프 팅이 필요하지 않지만 사물을 잘못 배선하지 않도록주의해야합니다.

서보는 일반적으로 PWM 신호를 사용하여 제어됩니다. 당신은 참조해야 PWM 출력으로 GPIO .

칩에 PWM 지원이 있으므로 향후에이를 사용할 수 있어야합니다. 기본적으로 모든 소프트웨어는 하드웨어가 특정 주파수에서 펄스를 생성하도록 지시합니다. 일부 사람들은 I2C를 통해 외부 PWM 컨트롤러를 사용하여 성공했습니다.

라즈베리 파 이용 gertboard 라는 확장 보드가 있는데,이 보드 는 Pi 자체로는 구동 할 수없는 서보 및 기타 부하를 제어하는 ​​데 사용됩니다.

Pi에 대한 작업 방법에 대한 지식은이 질문을받은 이후 몇 년 동안 상당히 개선되었습니다.

외부 하드웨어를 사용하지 않고 Pi의 gpios에서 하드웨어 타이밍 PWM / 서보 펄스를 생성하는 방법에는 최소한 4 가지가 있습니다.

이를 위해 커널 모듈을 사용하는 것은 권장되지 않습니다. 다음과 같은 유저 랜드 솔루션을 이용할 수 있습니다.

• 내 자신의 pigpio 는 gpios 0-31 (C, Python, 소켓, 파이프)에서 독립적으로 서보 및 일반 PWM 펄스를 생성합니다.
• 서보 블라스터 는 최대 21 gpios (파이프)에서 독립적으로 서보 및 일반 PWM 펄스를 생성합니다.
• RPIO 는 gpios 0-31 (Python)에서 독립적으로 서보 및 일반 PWM 펄스를 생성합니다.
• 서보 블래스터 (파이프)에서 추출한 파이 블래스터

서보를 정확하게 제어하기 위해 Linux를 실행하는 동안 출력 시간을 충분히 정할 수 있다면 놀랍습니다.

펄스는 2 밀리 초 범위에서 제어되어야합니다. 스케줄러 틱의 해상도가 100us (이것은 일반적으로 10ms 임)의 해상도를 가지고 있어도 해결할 수있는 단계는 20 단계에 불과합니다. 그리고 그것은 작업 전환에 의해 도입 된 지터를 고려하지 않습니다.

사용 가능한 다른 타이머가있는 경우 타이밍을 정확하게 맞추기 위해 OS조차도 선점 할 수 있는 매우 낮은 수준의 드라이버를 작성할 수 있습니다. 재미있을 것 같아!

GPIO 포트에서 직접 서보를 실행하는 것은 어려울 수 있으며 가능하다면 많은 CPU 오버 헤드를 유발한다고 생각합니다. 나는 USB 서보 컨트롤러를 사용하며 설정하기가 약간 까다 롭지 만 훌륭하게 작동하고 거의 CPU를 사용하지 않습니다. 내가 가진 것은 24 채널이지만 6 채널 버전을 만듭니다. 또한 많은 공급 업체를 제어 할 필요가없는 경우 USB보다 쉽고 저렴할 수있는 직렬을 사용하는 다른 공급 업체의 2 채널 및 4 채널 컨트롤러도 보았습니다.

자체 플러그인을 작성할 수있는 완전한 GPIO 웹 서비스가 있습니다. 이미 많은 수의 서보 제어를 지원하는 것으로 보입니다. 보드 레이아웃뿐만 아니라 많은 이미지는 "Content"디렉토리를 참조하십시오.

https://bitbucket.org/PaulTechGuy/raspberrypi.dotnet.gpioweb

Pi에서 Mono를 실행하는 C #에있는 것으로 보입니다.