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# 如何使用树莓派控制舵机MG90D
## 目录
1. [前言](#前言)
2. [所需材料与工具](#所需材料与工具)
3. [舵机MG90D简介](#舵机mg90d简介)
4. [树莓派GPIO基础](#树莓派gpio基础)
5. [硬件连接](#硬件连接)
6. [软件环境配置](#软件环境配置)
7. [Python控制代码实现](#python控制代码实现)
8. [进阶应用：制作云台](#进阶应用制作云台)
9. [常见问题与解决方案](#常见问题与解决方案)
10. [安全注意事项](#安全注意事项)
11. [总结与扩展](#总结与扩展)
## 前言
树莓派作为一款功能强大的微型计算机，在物联网和嵌入式开发领域广受欢迎。本文将详细介绍如何通过树莓派控制MG90D舵机，实现精确的角度旋转。无论您是机器人爱好者还是自动化项目开发者，本教程都将为您提供完整的解决方案。
## 所需材料与工具
| 物品名称 | 数量 | 备注 |
|-----------------|------|-------------------------------|
| 树莓派主板 | 1 | 推荐Raspberry Pi 3B+或4B |
| MG90D舵机 | 1-3 | 金属齿轮版本更耐用 |
| 杜邦线 | 若干 | 建议使用母对公线 |
| 5V电源 | 1 | 单独供电时使用 |
| 面包板 | 1 | 可选，方便接线 |
| 万用表 | 1 | 用于电压检测（可选） |
## 舵机MG90D简介
### 技术参数
- **工作电压**：4.8V-6.0V
- **堵转扭矩**：1.8kg·cm（4.8V时）
- **响应速度**：0.1秒/60°
- **重量**：13.4g
- **转动角度**：0°-180°
### 引脚定义
1. **棕色线** - GND（接地）
2. **红色线** - VCC（电源正极）
3. **橙色线** - PWM信号线
> 注意：直接连接树莓派GPIO供电可能导致电流不足，建议使用外部电源时需共地。
## 树莓派GPIO基础
### 引脚分布图
```python
3V3 (1) (2) 5V
GPIO2 (3) (4) 5V
GPIO3 (5) (6) GND
GPIO4 (7) (8) GPIO14
GND (9) (10) GPIO15
GPIO17 (11) (12) GPIO18
GPIO27 (13) (14) GND
GPIO22 (15) (16) GPIO23
3V3 (17) (18) GPIO24
GPIO10 (19) (20) GND
GPIO9 (21) (22) GPIO25
GPIO11 (23) (24) GPIO8
GND (25) (26) GPIO7
graph LR
A[树莓派] -->|GPIO18| B[舵机信号线]
A -->|GND| C[舵机GND]
D[外部5V电源] -->|+| E[舵机VCC]
D -->|-| C
# 编辑config.txt
sudo nano /boot/config.txt
# 添加以下内容
dtoverlay=pwm
sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-pip
pip3 install RPi.GPIO pigpio
import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)
pwm = GPIO.PWM(18, 50) # 50Hz频率
pwm.start(0)
import time
import RPi.GPIO as GPIO
class MG90D_Controller:
def __init__(self, pin=18):
self.pin = pin
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(self.pin, GPIO.OUT)
self.pwm = GPIO.PWM(self.pin, 50) # 50Hz
self.pwm.start(0)
def set_angle(self, angle):
duty = angle / 18 + 2.5
self.pwm.ChangeDutyCycle(duty)
time.sleep(0.3) # 等待舵机转动
def cleanup(self):
self.pwm.stop()
GPIO.cleanup()
# 使用示例
if __name__ == "__main__":
servo = MG90D_Controller()
try:
while True:
servo.set_angle(0) # 0度位置
time.sleep(1)
servo.set_angle(90) # 90度位置
time.sleep(1)
servo.set_angle(180) # 180度位置
time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
servo.cleanup()
def smooth_move(self, start_angle, end_angle, duration=1.0):
steps = int(duration * 10)
step_angle = (end_angle - start_angle) / steps
for i in range(steps):
current_angle = start_angle + i * step_angle
self.set_angle(current_angle)
time.sleep(duration/steps)
材料准备：
电路连接：
控制代码：
class PanTiltSystem:
def __init__(self, pan_pin=18, tilt_pin=13):
self.pan = MG90D_Controller(pan_pin)
self.tilt = MG90D_Controller(tilt_pin)
def move(self, pan_angle, tilt_angle):
self.pan.set_angle(pan_angle)
self.tilt.set_angle(tilt_angle)
可能原因：
解决方案：
# 检查电压
vcgencmd measure_volts
# 推荐使用示波器检测PWM波形
校准方法：
# 在代码中调整duty计算公式
duty = angle * 0.055 + 2.5 # 系数可能需要微调
通过本教程，您已经掌握了： - 树莓派与MG90D的硬件连接方法 - PWM信号控制原理 - Python精确控制程序编写
扩展建议： 1. 结合OpenCV实现人脸跟踪 2. 使用PCA9685模块控制多路舵机 3. 开发Web界面远程控制
项目源码获取：GitHub仓库链接（示例链接）
声明：本文内容仅供参考，实际操作请遵循相关设备的安全规范。作者不对因按照本文操作造成的设备损坏负责。 “`
注：实际使用时需要： 1. 补充GitHub真实仓库链接 2. 根据具体树莓派型号调整GPIO编号 3. 添加必要的示意图和照片 4. 扩展代码示例中的错误处理逻辑
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