Raspberry Piで10個のサーボモーター動かしてみた

久々のRaspberry Piねたです。

思うところがあって、多チャンネルサーボ制御がRaspberry Piで出来ないか、試してみることにしました。

まず買ったのはこれ。”PCA9685”という多サーボ制御用ボード。ついでにジャンパ線も買っておきました。

購入したのはSWITCH SCIENCEというところ。ここしか売ってないようです。

PCA9685搭載16チャネル PWM/サーボ ドライバー (I2C接続) - スイッチサイエンス

ところでこのPCA9685、まずはんだ付けしないといけないという難問に直面します。

こんな感じにばらばらです。

がんばって半田ごて握って作りました。うちにある半田ごて/はんだが精密機器用でよかった。

最初の4列分はかなり大変でしたが、だんだんと慣れてきます。

サーボコネクタ、電源用コネクタを無事つけ終えました！やったー！！

・・・と思いきや、ややコネクターがゆがんでます。

これでも使えるため問題はないのですが、ちょっとみっともないですね・・・

Raspberry Piにつなぐ線はジャンパ線を直接このPCA9685につけました。

どうやってつけたらいいのかが分からなかったんですが、たまたま日経Linux 6月号に

こういう回路図が載っておりました。

これを参考に配線。

Raspberry Piのビデオ出力端子側を上にして、

・ PCA9685の”GND”は上段左から7つ目

・ ”SCL”は下段左から3つ目

・ ”SDA”は下段左から4つ目

・ ”VCC”は下段左から9つ目

にそれぞれ挿します(挿すのはこの4本のみ、512MBのRev.Bモデルの場合)。

電源はいろいろ試しました(5V 1～2Aが必要)が、結局上のように百均で売ってる携帯電話充電用ケーブルをぶった切ってつけました。

大抵赤線が＋極のはずなので、赤線をPCA9685の＋極のほう(上の写真では青コネクターの右側の端子)に挿してネジで締めます。

あとは、iPad用充電器など、１A以上供給可能なUSB ACアダプタにUSBコネクタを挿して使います。

サーボはSG90ってやつを購入。

小型で安いサーボ、10個でなんと3,990円！

一つあたり400円です。かなり小さい。

さて、ハードウェア準備は整いましたが、Raspberry PiでこのPCA9685を動かすには少々準備が必要。

もちろん、Raspberry Piが必要。Raspbianのインストールもしなきゃいけませんが、こちらは以下を参照。

Raspberry Piを買ってしまいました！！: EeePCの軌跡

以降の手順を以下に。

◆I2C有効化編

まずI2Cを使えるようにしなきゃいけないそうです。

なぜかRaspbianのデフォルトは、I2Cデバイスが無効になってるそうなので、これを有効にします。

以降のやり方はこちらを参照しました。

adafruit-16-channel-servo-driver-with-raspberry-pi.pdf

PCA9685をRaspberry Piにつないでテストするまでの手順。英語でかかれてます。がんばって読みました。

まずエディタで/etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf を開きます。

sudo vi /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf

私は”viエディタ使い”なのでviを使ってますが、一般には”nano”がよく使われるようです。

ラズベリーパイ、raspbian の nano エディタ？の使い方を少々 - ラズベリーパイで遊ぶよ～！

こちらを使う場合は”vi”のところを”nano”とするだけです。

エディタでraspi-blacklist.conｆを開いたら、

#blacklist i2c-bcm2708

のところで、頭文字の”#”を消します。

blacklist i2c-bcm2708

として保存。

つづいて、 /etc/modules に”i2c-dev”と”i2c-bcm2708”を追加します。

sudo vi /etc/modules

で最終行に

i2c-dev

i2c-bcm2708

と書き込み保存。

ここで一旦再起動します。

◆必要なソフトインストール編

Raspberry Piにサーボを動かすのに必要なものをインストールしていきます。

と、その前に、以下の呪文を実行しておいたほうがよさそうです。

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

以下の作業でインストールがうまくいかないときは、これを唱えておくと直るようです。

さて、まずはi2c-toolsをインストールします。

sudo apt-get install i2c-tools

I2Cをチェックするためのツールです。なくてもいいかもしれませんが、一応入れておきます。

python(パイソン)というのを使うので、こちらもインストール。

sudo apt-get install python-smbus

さらに”git”というのも使うので、これも入れます。

sudo apt-get install git

このgitを使って、サーボを動かすためのドライバをインストールします。

git clone https://github.com/adafruit/Adafruit-Raspberry-Pi-Python-Code.giｔ

インストールが終わったら、サンプルコードの入ったディレクトリに移動しておきます。

cd Adafruit-Raspberry-Pi-Python-Code

cd Adafruit_PWM_Servo_Driver

ここで、Adafruit_PWM_Servo_Driver.pyを編集します。

sudo vi Adafruit_PWM_Servo_Driver.py

ちょっとしたの方に”self.i2c = Adafruit.I2C(address)”という行があるので、この”address”の部分を”adress,1”と書き換えておきます(新しいRaspberry Pi Rev.Bの場合、Rev.Aモデルの方は後ろが”0”です)。

これで準備完了。

◆サーボ起動編

いよいよサーボ起動です。

PCA9685の青い電極につないだUSBコネクタをUSB ACアダプターに挿します。

ここで「ジッ」という音が鳴ったらOK。何も音がならない場合は、電極が逆につながってるか、電力不足かのどちらかです。ケーブルが壊れてる、PCA9685の半田付け不良って場合もあります。

SG90サーボを一個取り付けます。つけるところはID 0のところ。

PCA9685を青い電源コネクターの部分を上にしたときに、一番左のサーボコネクタに挿します。

サーボコネクターの茶色がGND(青い電極を上にしたときの、一番下の列)になるように挿します。

とりあえず、この状態で

sudo python Servo_Example.py

と打ち込みます。

サーボが一定周期で動き出したら成功。

止めるときは”CTRL”と”C”を押してください。

◆複数サーボ動作編

このままでは1つしかサーボが動かないため

調子に乗って10個動かせるように”Servo_Example.py”を書き換えます。

まず、Servo_Example.pyをコピーします。

sudo cp Servo_Example.py Servo_Example2.py

コピーしたコードを編集します。

sudo vi Servo_Example2.py

最後の方に”pwm.setPWM(0,0,servoMin)”とpwm.setPWM(0,0,servoMax)”とがありますが、

これを上のようにそれぞれ8つコピーして、最初の数字を1、2、・・・、9と変更します。

この”Servo_Example2.py”をpythonで実行すると、10個のサーボがいっせいに動作します。

なかなかどうして、圧巻ものです。

今回はとりあえず動作テストまで。

これを自在に動かせるようにしたいですね。ついでにブラウザ上で制御できるようにしたいと思っております。

で、こんなものを何に使うのか？

それは今後のお楽しみ。

マイクロサーボ SG90 (10個入)