Servomotoren mit dem Raspberry Pi steuern

31. Oktober 2016 | Von | Kategorie: Elektronik, Top story

Ich möchte auf der Vorderseite und Rückseite meines Roboter Autos jeweils einen Ultraschall Sensor installieren. Mein Problem ist, dass die Sensoren einen Öffnungswinkel von 15 Grad haben. Um einen besseren Überblick zu erhalten was vor oder hinter dem Roboter-Auto los ist möchte ich die Ultraschallsensoren etwas nach links und rechts drehen. Die Idee ist die Ultraschallsensoren um ca. 35 Grad nach links und rechts drehen zu können. Damit ich die Sensoren drehen kann benötige ich jeweils einen Servomotor wie diese auch im Modellbau verwendet werden. Entschieden habe ich mich für kleine 9g micro Servomotoren. Diese sind kostengünstig und passen gut in mein Raspberry Pi Roboter.

Das Bild zeigt mein Roboter-Auto von vorne mit einem Servomotor und daran befestigten Ultraschallsensor.

Servo Motor - Raspberry Pi robot car

Servo Motor – Raspberry Pi robot car

Komponenten Liste

Die Komponenten die ich in diesem  Artikel verwendet habe um die Servomotoren mit einem Raspberry Pi verbinden zu können sind die folgenden:

Raspberry Pi 3 Model B
Preis: EUR 44,00
54 neu von EUR 40,060 gebraucht
Fivesix 1x SG90 9g kleine Micro Servomotor mit Zubehör für RC Roboter-Helicopter-Airplane
Preis: EUR 7,99
1 neu von EUR 7,990 gebraucht

Die Step-Down Konverter habe ich verwendet um einmal den Raspberry Pi mit +5V zu versorgen sowie um die Servomotoren ebenfalls mit +5V versorgen zu können. Leider ist es nicht möglich die Servomotoren direkt an den Raspberry Pi anzuschließen. Hier liefert der Raspberry Pi nicht genügend Strom und würde sicher schaden nehmen.

DAOKAI® 5PCS 5V USB Ausgang Konverter, DC 7V 24V auf 5V 3A Step Down Buck KIS3R33S Module
Preis: --
0 neu0 gebraucht

Die Komponenten die für den Bau des Roboter-Autos benötigt werden finden sich als Übersicht unter dem folgenden Link: Raspberry Pi Roboter-Auto Komponentenübersicht

Einfürhung Servomotoren

Es gibt eine Vielzahl von Servomotoren für unterschiedliche Anwendungsfälle. Aber allen gemeinsam ist, dass sie über drei Kabel für den Anschluss verfügen. Eines für die +5V, eines für die Erdung GND und eines für das PWM Signal. Abhängig von dem PWM Signal bewegt sich der Servo von einer Position auf die andere Position. Es ist sehr einfach einen Servo mit dem Raspberry Pi zu steuern. Du musst dazu den Servo lediglich an eine externe Stromquelle anschließen (+5V / GND) und normaler weise das gelbe Kabel des Servomotors muss mit dem GPIO Pin des Raspberry Pi verbunden werden der aks OUT / PWM konfiguriert ist. Bitte prüfe die Herstellerangaben des Servomotors welches Kabel für was ist. Weiter muss die externe Stromquelle und der Raspberry Pi eine gemeinsame Erdung haben. Andernfalls wird sich der Servomotor vermutlich nicht richtig bewegen.

Das folgende Bild zeigt zwei unterschiedliche Servomotoren. Beide können mit dem Raspberry Pi an den PWM out Pin angeschlossen werden. Die Stromversorgung des Servomotors muss über eine externe Stromquelle sichergestellt werden.

Different Servo Motors Raspberry Pi robot

Different Servo Motors Raspberry Pi robot

Den Servo Motor an den Raspberry Pi anschließen

Um das Programm welches im nächsten Kapitel beschrieben wird nutzen zu können muss der Servo wie folgt an den Raspberry Pi angeschlossen werden.

  • GPIO 12: Dieser Pin erzeugt das PWM Signal für den ersten Servomotor. Hier wird das gelbe Kabel angeschlossen
  • GPIO 18: Dieser Pin erzeugt das PWM Signal für den zweiten Servomotor. Hier wird das gelbe Kabel angeschlossen
  • Das rote Kabel wird mit den +5V der externen Stromquelle verbunden.
  • Das schwarze Kabel wird mit der Erdung (GND) der externen Stromquelle verbunden
    • Bitte achte darauf, dass die Erdung der externen Stromquelle mit der Erdung des Raspberry Pi’s verbunden sein muss. Andernfalls kann es sein, dass der Servomotor sich nicht richtig bewegt.

Wer gerne selber ein Roboter Auto bauen möchte wie es hier zu sehen ist kann auf Amazon mein eigenes Buch bestellen das genau den Bau eines solchen Roboter Autos mit dem Raspberry Pi beschreibt. Nachfolgend der Link zu Amazon

Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi: Planen, bauen, programmieren
Preis: EUR 29,90
64 neu von EUR 29,902 gebraucht von EUR 25,90

Servomotor – Python Programm

Ich habe ein kleines Programm in Python geschrieben um die beiden Servomotoren des Roboter-Autos steuern zu können. Es ist nur ein Beispiel welches erklärt wie Servomotoren gesteuert werden können und wie diese sich von links in die Mitte nach rechts und wieder zurück bewegen. Das Programm kann gerne entsprechend den individuellen Bedürfnissen angepasst werden.

Das Programm gibt es hier zum Download: servo motor python test program

Video

Das Video zeigt mein aktuelles Roboter-Auto als Prototyp welches mit zwei Servomotoren und zwei Ultraschall Sensoren ausgestattet ist.

(Visited 676 times, 6 visits today)
Schlagworte: , , , , , , , , , ,

Schreibe einen Kommentar

*