如何用树莓派3控制伺服电机
物联网缩写为IoT，这一概念促进了移动和终端设备更容易的远程控制和整合。
本文将介绍这种应用的一个简单场景，树莓派可以用来控制一个电机。
前提条件
要跟上本教程，读者应该具备以下条件。
- [物联网]的基本知识。
- [Raspberry Pi]的基本知识和操作。
电机简介
电机是产生运动的机器。这可以简单地解释为将电力转变为机械动力。电机中的电流和磁场相互作用，产生扭矩形式的力，反过来使电机轴移动。
为了使电机产生机械动力，我们需要为它提供足够的电力电压范围。这是因为高电压将意味着电机的功率增加，从而导致磨损，并可能导致电机损坏。
电机的作用效率如何，取决于电机的质量。
舵机和直流电动机的比较
直流电动机很擅长在一个方向上连续旋转到360度，而伺服电动机可以将其轴转到一个特定的位置，但最多只有180度。这些电机被用于调整遥控汽车和飞机的转向。
直流电动机的自由旋转速度为每分钟3000至9000转，这使它们适合于驱动快速旋转的轻型物体。
伺服电机是在直流电动机的基础上增加以下部件而制成的。
- 一个用于电机轴的位置传感器，以跟踪电机在哪个方向上转动以及在该方向上转动的程度。
- 一些齿轮减速器，以减少旋转的角度。
- 一个控制电机的电路，告诉它应该向哪个方向移动以及向那个方向转多少。
一般来说，伺服电机的运行是为了使电机轴从参考点出发180度左右达到所需的位置。
伺服电机的例子在下面的图片中显示。
设置Raspberry Pi来控制伺服电机
第1步：通过电线将电机连接到Raspberry Pi上
请注意，电机有一组3根线，红色、棕色和橙色。红色的是+ve ，棕色的是-ve 。
橙色的线是用来发送控制信号的，即脉冲宽度调制控制信号。这三条线连接到树莓派上的不同引脚。
因此，为了更加灵活，我们将用跳线连接它们，如下图所示。
然后我们将信号线连接到GPIO 第11针，正极连接到提供5伏电压的第4针，而-ve 到第6针，如下图所示。
Pi上的针脚连接](/engineering-education/ how-to-control-a-servo-motor-using-a-raspberry-pi-3/pi-pin-numbering.jpg)
第2步：对树莓派进行编程
2.1 导入库
我们首先要导入这项任务所需的库。在这种情况下，时间和Raspberi pi GPIO。
import RPi.GPIO as GPIO
import time
2.2 设置GPIO的编号模式
在这里，我们将GPIO的编号模式设置为电路板的编号模式，这样就可以根据电路板的情况系统地进行编号。
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
2.3 设置11号针脚为输出端，伺服机为11号针脚的PWM（脉冲宽度调制）。
我们继续设置11号针脚为输出。
GPIO.setup(11,GPIO.OUT)
接下来，我们设置一个变量。我把我的servo ，针脚11与PWM。50定义了11号针脚的脉冲频率，11只是PIN码。
servo = GPIO.PWM(11,50)
2.4 启动PWM运行，但数值为0，即脉冲关闭
servo.start(0)
print ("Waiting for 1 second")
time.sleep(1)
2.5 转动伺服轴
我们定义一个变量值，并分配一个随机值，例如2。在这种情况下，它作为我们间隔计数的起点。
然后，我们将在2到17的范围内循环计算值。考虑到2到17之间的间隔划分，如果每次轴移动时占空比增加1，电机将移动轴。这是在每1秒之后，每隔12度，直到轴旋转180度。
print ("Rotating at intervals of 12 degrees")
duty = 2
while duty <= 17:
servo.ChangeDutyCycle(duty)
time.sleep(1)
duty = duty + 1
2.6 转回的时间
要把轴转回0度，我们只需改变占空比，使一个大的180度转回0度。
print ("Turning back to 0 degrees")
servo.ChangeDutyCycle(2)
time.sleep(1)
servo.ChangeDutyCycle(0)
2.7 清理环境
我们使用下面的代码片断来清理环境。
Servo.stop()
GPIO.cleanup()
print ("Everything's cleaned up")
总结
上面这段代码在一起运行时，会执行电机轴180度的来回转动。然后，它将清理操作环境。你可以用一个以上的电机尝试同样的方法，看看这能变得多么有趣。
