Pan-Tilt HAT 用户手册 Pan-Tilt HAT 用户手册产品概述本产品是基于树莓派的云台扩展板, 板载 PCA9685 芯片, 输出 PWM 控制云台转动板载 TSL2581 环境光传感器, 通过检测光强辅助摄像头工作通过 I2C 接口控制, 无需占用额外的引脚提供完善的配套树

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环并虞
4 years ago
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1 Pan-Tilt HAT 用户手册产品概述本产品是基于树莓派的云台扩展板, 板载 PCA9685 芯片, 输出 PWM 控制云台转动板载 TSL2581 环境光传感器, 通过检测光强辅助摄像头工作通过 I2C 接口控制, 无需占用额外的引脚提供完善的配套树莓派例程 (BCM2835 库,WiringPi 库, 以及 python 例程 ) 产品参数工作电压 : 3.3V/5V 控制芯片 PCA9685 逻辑电压 : 3.3V 通信接口 : I2C 产品尺寸 : 56.6X65(mm) 1

2 目录产品概述... 1 产品参数... 1 硬件说明... 3 控制器... 3 通信协议... 3 I2C 写数据时序... 3 I2C 读数据时序... 4 I2C 地址... 4 使用指南... 5 下载例程... 5 使用... 6 拷贝至树莓派... 6 安装必要的函数库... 8 组装运行测试代码 MJPG-STREAMER 软件实时监控通过 BOTTLE 实现远程遥控常见问题

3 硬件说明控制器本产品控制器为 PCA9685, 是一款基于 IIC 总线通信的 12 位精度 16 通道 PWM 波输出的芯片并且板载 TSL2581 环境光传感器, 通过检测光强辅助摄像头工作, 同样通过 I2C 接口控制, 不会占用太多接口引脚资源通信协议从上的得知使用的是 I2C 通信,I2C 通信, 一条数据线, 一条时钟线 I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号 : 开始信号结束信号和应答信号开始信号 :SCL 为高电平时, SDA 由高电平向低电平跳变, 开始传送数据结束信号 :SCL 为高电平时, SDA 由低电平向高电平跳变, 结束传送数据应答信号 : 接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后, 向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲, 表示已收到数据 I2C 写数据时序首先主机 ( 即树莓派, 后面统称为主机 ) 会发送一个开始信号, 然后将其 I2C 的 7 位地址与写操作位组合成 8 位的数据发送给从机 ( 即 TSL2581 传感器模块, 后面统称为从机 ), 从机接收到后会响应一个应答信号, 主机此时将命令寄存器地址发送给从机, 从机接收到发送响应信号, 此时主机发送命令寄存的值, 从机回应一个响应信号, 直到主机发送一个停止信号, 此次 I2C 写数据操作结束 3

地址 PCA9685 I2C 地址 TSL2581 I2C 地址 PCA9685 数据手册第 7 页 TSL2581 数据手册第 13 页注 : 我们模块默认 PCA9685 的 I2C 地址引脚

4 I2C 读数据时序首先主机会发送一个开始信号, 然后将其 I2C 的 7 位地址与写操作位组合成 8 位的数据发送给从机, 从机接收到后会响应一个应答信号, 主机此时将命令寄存器地址发送给从机, 从机接收到发送响应信号, 此时主机重新发送一个开始信号, 并且将其 7 位地址和读操作位组合成 8 位的数据发送给从机, 从机接收到信号后发送响应信号, 再将其寄存器中的值发送给主机, 主机端给予响应信号, 直到主机端发送停止信号, 此次通信结束 I2C 地址 PCA9685 I2C 地址 TSL2581 I2C 地址 PCA9685 数据手册第 7 页 TSL2581 数据手册第 13 页注 : 我们模块默认 PCA9685 的 I2C 地址引脚 A5=A4=A3=A2=A1=A0=0,PCA9685 的 I2C 地址为 0x40,TSL2581 的 I2C 地址引脚浮空 (Float),TSL2581 的 I2C 地址为 0x39 如果用户不使用树莓派驱动时候, 例如使用 STM32 的时候需要在低位补上 R/W 位 4

5 使用指南下载例程在官网上找到对应产品, 在产品资料打开下载路径, 在 wiki 中下载示例程序 : 得到解压包并解压, 得到如下文件 : 例程 : 包含云台舵机程序 Servo Driver 环境光强测量程序 Light Sensor 舵机安装前测试程序 test 云台摄像头远程控制程序 web_python 其中云台舵机程序和环境光强测量程序分别有 BCM2835 WiringPi python 三种例程 ; 5

将解压文件中 RaspberryPi 文件夹复制到 boot 根目录下如下 : 然后弹出 U 盘, 将 SD 卡插入树莓派中, 插上 USB

6 使用拷贝至树莓派可以采用复制到 SD 卡安装与 samba 服务两种方式将程序复制到树莓派 : 前者不需要网络, 后者需要网络复制到 SD 卡方式使用读卡器将 SD 卡插入电脑, 将会显示一个 40M 左右的 U 盘, 盘名叫 :boot. 将解压文件中 RaspberryPi 文件夹复制到 boot 根目录下如下 : 然后弹出 U 盘, 将 SD 卡插入树莓派中, 插上 USB 上电, 查看 /boot 目录的文件 : ls /boot 执行如下命令将其复制到用户目录下, 并修改其用户权限 : sudo cp -r /boot/raspberrypi/./ 6

sudo chmod 777 -R RaspberryPi/ 进入目录, 查看文件 : 安装 samba 服务方式 Samba 是在 Linux 上实现 SMB 协议的一个免费软件, 由服务器及客户端程序构成, 是一种在局域网上共享文件和打印机的一种通信协议, 我们可以使用访问局域网设备的方式来复制文件安装 samba: sudo apt-get install samba

7 sudo chmod 777 -R RaspberryPi/ 进入目录, 查看文件 : 安装 samba 服务方式 Samba 是在 Linux 上实现 SMB 协议的一个免费软件, 由服务器及客户端程序构成, 是一种在局域网上共享文件和打印机的一种通信协议, 我们可以使用访问局域网设备的方式来复制文件安装 samba: sudo apt-get install samba samba-common-bin 然后需要修改配置文件 :sudo vi /etc/samba/smb.conf 找到 193 行, 把 read only = yes 修改成 read only = no 然后重启 samba 服务 :sudo /etc/init.d/samba restart 添加默认用户 pi 到 samba:sudo smbpasswd -a pi 输入访问密码, 需要两次都要一样, 注意输入密码的时候是没有光标提示的查看树莓派 IP 地址 : 7

$这里使用的是有线, 如果使用的是无线连接, 那么将会在 wlan0 中查看 IP 地址然后在 windows 下打开 -> 我的电脑, 在地址栏输入 IP, 并加 \pi 此时会弹出一个框, 用户名输入 pi, 密码输入之前设置的密码即可访问树莓派了, 将解压文件中 RaspberryPi 文件夹复制到根目录 : 安装必要的函数库需要安装必要的函数库 (wiringpi bcm2835$

8 这里使用的是有线, 如果使用的是无线连接, 那么将会在 wlan0 中查看 IP 地址然后在 windows 下打开 -> 我的电脑, 在地址栏输入 IP, 并加 \pi 此时会弹出一个框, 用户名输入 pi, 密码输入之前设置的密码即可访问树莓派了, 将解压文件中 RaspberryPi 文件夹复制到根目录 : 安装必要的函数库需要安装必要的函数库 (wiringpi bcm2835 python 库 ), 否则以下的示例程序可能无法正常工作安装方法详见 : 安装 BCM2835 库 : 进入 BCM2835 的官网下载并把安装包复制到树莓派上, 运行如下 : sudo tar zxvf bcm xx.tar.gz cd bcm xx sudo./configure make sudo make check sudo make install 8

其中 xx 代表的是下载的版本号, 例如我下载的 bcm2835-1.52 那么就应该执行 :sudo tar zxvf bcm2835-1.52.tar.gz 安装 wiringpi 库 : sudo apt-get install git sudo git clone git://git.drogon.net/wiringpi cd wiringpi sudo.

9 其中 xx 代表的是下载的版本号, 例如我下载的 bcm 那么就应该执行 :sudo tar zxvf bcm tar.gz 安装 wiringpi 库 : sudo apt-get install git sudo git clone git://git.drogon.net/wiringpi cd wiringpi sudo./build 安装 python 库 : sudo apt-get install python-pip sudo pip install RPi.GPIO sudo pip install spidev sudo apt-get install python-imaging sudo apt-get install python-smbus 打开树莓派 I2C 功能 sudo raspi-config 9

10 组装注意 : 先不要组装, 舵机初始角度不是在起始位置, 舵机旋转时可能会卡死, 所以建议在第一次使用时先不要组装云台, 先单独测试舵机转的角度, 防止舵机意外损坏组装前调试连接棕色线红色线黄色 GND 5V 信号线 (S1/S0) 运行测试代码前一定注意倾斜舵机安装位置, 安装位置不好可能会导致舵机发热烧毁, 先不组装舵机, 保证舵机可以旋转 360 不会有障碍, 连接硬件, 平移舵机连接 S1, 倾斜舵机连接 S0 然后打开程序文件夹中 test 文件夹 10

11 然后请确定, 倾斜舵机是安装在 S0 通道, 再运行运行 sudo./main 如果没有这个文件那么先运行 make 注意 : 不要修改 test 里面任何文件运行后面, 舵机全部旋转到 0 度 ( 舵机旋转角度为 0 到 180, 也就是旋转到初始位置 ), 然后切断电源组装, 注意不要旋转倾斜舵机, 然后倾斜舵机安装位置如下组装视频参考 : 1 分 19 秒开始 A: 平移舵机 B: 倾斜舵机倾斜舵机初始位置一定要如图所示, 平行与底部, 箭头方向为倾斜舵机旋转方向舵机旋转方向, 如图所示, 倾斜舵机 11

12 运行测试代码在 RaspberryPi 目录下, 云台舵机程序 Servo Driver 环境光强测量程序 Light Sensor, 进入对应的目录下运行 ; BCM2835: 执行如下指令 : cd bcm2835 sudo./main wiringpi: 执行如下指令 : cd wiringpi sudo./main python: 执行如下指令 : sudo python main.py 注 :BCM2835 wiringpi 运行如果显示找不到文件, 执行 make 即可 MJPG-STREAMER 软件实时监控 "MJPG-streamer", 是用于从摄像头采集图像, 把他们以流的形式通过基于 ip 的网络传输到浏览器 a) 使用摄像头前必须运行 raspi-config 命令启用摄像头 : sudo raspi-config 选择 Enable Camera, 选择 YES 12

b) 如果是使用 CSI 接口的摄像头, 那么系统找不到 /dev/video0 的设备节点需要在 /etc/modules 文件中添加一行 bcm2835-v4l2: sudo nano /etc/modules 加上 : bcm2835-v4l2 (bcm2835-v4l2 中的 l 为 L 的小写, 不是 1)

13 b) 如果是使用 CSI 接口的摄像头, 那么系统找不到 /dev/video0 的设备节点需要在 /etc/modules 文件中添加一行 bcm2835-v4l2: sudo nano /etc/modules 加上 : bcm2835-v4l2 (bcm2835-v4l2 中的 l 为 L 的小写, 不是 1) c) 那么系统启动之后, 系统会加载这个文件中的模块名重启系统 :sudo reboot ls /dev/video*: 下面发现 video0 设备节点说明 : 如果执行了 a) b) c) 之后, 且确认操作和指令正确的情况下, 仍无法在 /dev 下面发现 video0 设备, 可以执行 :rpi-update 13

14 d) 运行如下命令 sudo apt-get update sudo apt-get install libjpeg8-dev cmake cd mjpg-streamer-master sudo make clean all sudo./start.sh 在谷歌浏览器 ( 其他浏览器可能会无法显示 ) 地址栏内输入树莓派 ip 地址, 端口号 8080, 点击 Stream 会实时显示摄像头拍摄的内容如果你需要了解更多可以查看 : 14

15 通过 BOTTLE 实现远程遥控 Bottle 是一个简单高效的遵循 WSGI 的微型 python Web 框架. 通过 Bottle 可以快速实现 web 控制 15

16 安装库 : sudo apt-get install python-bottle 通过 Bottle 实现云台转动运行如下命令启动程序 : cd ~/Pan-Tilt HAT/web_Python sudo python main.py 在浏览器地址栏内输入树莓派 ip 地址, 端口号 8001, 会显示如下页面, 点击按键可以遥控小车使用手机浏览器登陆 16

17 使用电脑网页登陆 : 17

18 常见问题 1. 环境光强检测程序输出 ID 为 0xf0 或者 0x00, 光强输出也为 0, 为什么? 答 : 可能是不正确的使用树莓派控制可能会导致 ( 详情看下面的 ), 如果重启后还是不正常那么你尝试重启后输入命令 sudo i2cdetect -y 1 下会有两个地址检查 I2C 是否更改过 I2C 地址或者没有打开 I2C 功能, 默认情况 39 为环境光传感器 I2C 地址,40 为 PWM 芯片 PCA9685 的 I2C 地址 2. 不正确的使用树莓派控制可能会导致? 答 : 如果运行 wiringpi 例程正常, 再运行 python 或者 BCM2835 可能会屏幕无法正常刷新, 因为 bcm2835 库是树莓派 cpu 芯片的库函数, 底层是直接操作寄存器, 而 wiringpi 库和 python 的底层都是通过读写 linux 系统的设备文件操作设备, 可能导致 GPIO 口异常, 重启树莓派可完美解决 18

0.96inch LCD Module 用户手册 0.96inch LCD Module 用户手册产品概述本产品是 0.96 寸 IPS 显示屏模块, 分辨率为 160*80, 使用 SPI 接口通信,LCD 带有内部控制器, 已封装好基本函数, 可以实现图片旋转画点线圆矩形, 显示英

0.96inch LCD Module 用户手册 0.96inch LCD Module 用户手册产品概述本产品是 0.96 寸 IPS 显示屏模块, 分辨率为 160*80, 使用 SPI 接口通信,LCD 带有内部控制器, 已封装好基本函数, 可以实现图片旋转画点线圆矩形, 显示英 0.96inch LCD Module 用户手册产品概述本产品是 0.96 寸 IPS 显示屏模块, 分辨率为 160*80, 使用 SPI 接口通信,LCD 带有内部控制器, 已封装好基本函数, 可以实现图片旋转画点线圆矩形, 显示英文字符和中文字符, 显示图片提供完善的配套树莓派例程 (BCM2835 库,WiringPi 库, 以及 python 例程 ), STM32 例程,Arduino