Servo Shield¶

Das Servo Shield steuert bis zu acht Hobby-Servos parallel von der OpenMV Cam über I2C an, unter Verwendung eines PCA9685 Servo-/PWM-Controllers.

Vollständiges Datenblatt, Fotos und Bestellinformationen finden Sie auf der Produktseite des Servo Shields.

Highlights¶

PCA9685 Servo-/PWM-Controller
Acht unabhängige Servo-Kanäle über I2C
Stapelbar mit dem Motor Shield und dem Pan and Tilt Shield

Pinbelegung¶

Pin-Referenz¶

Pin	Funktion
P4	I²C SCL — Takt zum PCA9685
P5	I²C SDA — Daten zum PCA9685
VIN rail	Versorgt die Servos (vom VIN-Pin der Kamera)
3.3V rail	Versorgt die PCA9685-Logik
GND rail	Gemeinsame Masse für Servo und Kamera

Die Standard-I²C-Adresse ist 0x40. Verbinden Sie die integrierte Lötbrücke, um die Adresse auf 0x60 zu verschieben.

Bemerkung

Das Shield bezieht die Servo-Stromversorgung direkt vom VIN-Pin der Kamera. USB speist VIN auf keiner OpenMV Cam, daher muss VIN extern bereitgestellt werden (Batterie, Labornetzteil oder Ähnliches) — wählen Sie eine Quelle, die für den kombinierten Anlaufstrom aller anzusteuernden Servos ausgelegt ist.

Verwendung¶

Steuern Sie die acht Servo-Kanäle über den PCA9685 per I²C an. Der Impulsbreitenbereich variiert zwischen Servos, passen Sie also MIN_US und MAX_US an Ihre an — typische Werte liegen bei etwa 1000–2000 µs:

import time
from machine import SoftI2C, Pin


class PCA9685:
    """Minimal PCA9685 driver — 12-bit PWM on any of 8 channels."""

    def __init__(self, bus, address=0x40, freq=50):
        self._bus = bus
        self._addr = address
        bus.writeto_mem(address, 0x00, b"\x00")            # reset Mode1
        prescale = round(25_000_000 / (4096 * freq)) - 1
        bus.writeto_mem(address, 0x00, b"\x10")            # sleep
        bus.writeto_mem(address, 0xFE, bytes([prescale]))  # prescale
        bus.writeto_mem(address, 0x00, b"\x00")            # wake
        time.sleep_us(5)
        bus.writeto_mem(address, 0x00, b"\xA1")            # restart + AI + allcall
        self._period_us = 1_000_000 // freq

    def set_duty(self, channel, duty):
        duty &= 0xFFF                                      # 12-bit
        if duty == 0:
            on, off = 0, 0x1000                            # FULL_OFF
        elif duty == 0xFFF:
            on, off = 0x1000, 0                            # FULL_ON
        else:
            on, off = 0, duty
        self._bus.writeto_mem(
            self._addr, 0x06 + 4 * channel,
            bytes([on & 0xFF, on >> 8, off & 0xFF, off >> 8]))

    def set_us(self, channel, pulse_us):
        self.set_duty(channel, (pulse_us * 4096) // self._period_us)


MIN_US = 1000  # full-left pulse width (microseconds)
MAX_US = 2000  # full-right pulse width

bus = SoftI2C(scl=Pin("P4"), sda=Pin("P5"))
pca = PCA9685(bus, address=0x40, freq=50)


def angle(channel, deg):
    pca.set_us(channel, MIN_US + (deg * (MAX_US - MIN_US)) // 180)


while True:
    for ch in range(8):
        angle(ch, 0)
    time.sleep_ms(2000)
    for ch in range(8):
        angle(ch, 180)
    time.sleep_ms(2000)

Der PCA9685 beherrscht auch allgemeine 12-Bit-PWM bei beliebiger Frequenz — verwenden Sie dieselbe Klasse mit set_duty (0–4095) erneut, um zum Beispiel eine LED an Kanal 0 mit 1 kHz zu dimmen. Der untenstehende Helfer skaliert einen Gleitkommawert von 0,0–100,0 % auf den 0–4095-Tastverhältnisbereich des Chips:

import time
from machine import SoftI2C, Pin

bus = SoftI2C(scl=Pin("P4"), sda=Pin("P5"))
pca = PCA9685(bus, address=0x40, freq=1000)


def brightness(channel, pct):
    pca.set_duty(channel, int(pct * 4095 / 100))


while True:
    # Ramp up 0 → 100%.
    for pct in range(101):
        brightness(0, float(pct))
        time.sleep_ms(20)
    # Ramp down 100 → 0%.
    for pct in reversed(range(101)):
        brightness(0, float(pct))
        time.sleep_ms(20)