OrangePi-PCを使ってみる

Debian Jessieでサーボモータを動かす

2017年3月に、ようやくDebian Jessie(H3/H2+)に対応したハードウェアPWMドライバーが公開されました。
そこで、このドライバーを使ってサーボモータ(SG90)の制御ができましたので紹介します。
まず、こちらのページに従ってハードウェアPWMドライバーをインストールします。
これ以降、デバッグポートは使えなくなります。
デバッグポートにTTL-USB変換を繋げているとブート時にkernelがハングします。

OrangePiのハードウェアPWMはオンボードUARTの真ん中(PA5)しかありません。
そこで、サーボモータのSignalピン(オレンジ）はオンボードUARTの真ん中(PA5)に接続します。
今回はサーボモータとしてSG90を使いました。

サーボモータ(SG90)	OrangePi-PC
オレンジ	PA5
赤	5V
茶色	GND

SG90のデータシートによると、SG90はPWM Periodが20mSecとなっています。
ドライバーの仕様には
PRESCALE_DIV120 = 0x00, // Divide 24mhz clock by 120 => PWM clock: 200Khz, PWM single "cycle": 5us
と書かれています。

つまり、PRESCALE_DIV120 = 0x00を使って、全体の周期を20mSecにするためには
20mSec / 5μSec = 4000
となり、これがドライバーのentire_cyclesとなります。

また、データシートにポジションごとのパルス幅が紹介されています。
例えばポジション=0°の時のパルス幅は1.45mSecなので
1.45mSec/5μSec = 290
となり、これがポジション0度の時のactive_cyclesとなります。

計算値を使って、実際に動作させましたが、少し誤差があるようなので、動きを見ながら微調整しました。

ポジション	Activeなパルス幅	active_cycleの値(計算値)	active_cycleの値(実測値)	実測値から逆算したActiveなパルス幅
0°	1.45mSec	290	290	1.45mSec
+90°	2.4mSec	480	470	2.35mSec
-90°	0.5mSec	100	125	0.625mSec

これらを反映したのが以下のスクリプトとなります。
このスクリプトでSG90が 0°→ -90° → +90° → 0° に動きます。

#!/bin/bash

              #enable pwm

              echo 1 > /sys/class/pwm-sunxi-opi0/pwm0/run

              sleep 1

              

              #set PWM clock: 200Khz, PWM single "cycle": 5us

              cat /sys/class/pwm-sunxi-opi0/pwm0/prescale

              echo 0 > /sys/class/pwm-sunxi-opi0/pwm0/prescale

              sleep 1

              

              #set entire_cycle to 20ms

              cat /sys/class/pwm-sunxi-opi0/pwm0/entirecycles

              echo 4000 > /sys/class/pwm-sunxi-opi0/pwm0/entirecycles

              sleep 1

              

              #Move to Center

              #cat /sys/class/pwm-sunxi-opi0/pwm0/activecycles

              echo 290 > /sys/class/pwm-sunxi-opi0/pwm0/activecycles

              sleep 1

              

              #Move to Angle -90

              echo 125 > /sys/class/pwm-sunxi-opi0/pwm0/activecycles

              sleep 1

              

              #Move to Angle +90

              echo 470 > /sys/class/pwm-sunxi-opi0/pwm0/activecycles

              sleep 1

              

              #Move to Center

              echo 290 > /sys/class/pwm-sunxi-opi0/pwm0/activecycles

              sleep 1

              

              #disable pwm

              echo 0 > /sys/class/pwm-sunxi-opi0/pwm0/run

C言語のPWM関数を作りました。
ソースはこちらで公開しています。

$ git clone
              https://github.com/nopnop2002/pwmlib-opi

              $ cd pwmlib-opi

              $ cc -o pwmt pwmt.c pwm.c -lwiringPi

              $ sudo ./pwmt

サーボモータがジリジリ動きます。

Raspberryではサーボモータを動かすためにpigpio ライブラリがよく使われます。
pigpioライブラリはクライアント・サーバで構成されていて、サーバはバックグラウンドで動きます。
サーバがバックグラウンドで動くので、クライアントは好きな時にサーボモータを動かすことができます。

そこで、ハードウェア PWMドライバーを使ったサーバプロセスとコマンドラインツールを作りました。
まず、こちらのページに従ってハードウェアPWMドライバーをインストールします。
次に、以下の手順でコンパイルとサーバ側プロセスを起動します。

$ git clone
              https://github.com/nopnop2002/pwmlib-opi

              $ cd pwmlib-opi

              $ cc -o pwmc pwmc.c

              $ cc -o pwmd pwmd.c pwm.c -lwiringPi

              $ su

              $ ./pwmd &

              $ exit

クライアント側は以下のコマンドを使います。
pwmc period active
period ：　サーボモータのPWM Period(mSec)
active ：　サーボモータのActive Pulse(mSec)

SG90の場合のPWM Periodは20mSec、Active Pulseは以下のようになります。

ポジション	Activeなパルス幅
0°	1.45mSec
+90°	2.35mSec
-90°	0.625mSec

以下のスクリプトでSG90が 0°→ -90° → +90° → 0° に動きます。
サーバ側動作が完了するまで、クライアントは待たされるので、コマンドの後のsleepは不要です。

#!/bin/bash

              echo "Move to Center"

              ./pwmc 20.0 1.45

              echo "Move to +90"

              ./pwmc 20.0 2.35

              echo "Move to -90"

              ./pwmc 20.0 0.625

              echo "Move to Center"

              ./pwmc 20.0 1.45

次回はDebian Stretchでサーボモーターを使う方法を紹介します。