簡介
本篇是攝像頭雲臺的設計與使用方法，用樹莓派進行控制，具體應用於我自制的多功能小車上邊，目前整個小車也只是完成了攝像頭部分，準備記錄下來，攝像頭雲臺一共兩個自由度，分別爲水平旋轉和豎直旋轉
三維模型的設計
我的想法是直接用舵機，舵機支架，攝像頭來完成舵機雲臺，因爲舵機支架具有很多種結構，能保證我們的基本需求
設計三維模型肯定要有一個三維畫圖軟件，我選的solidworks，因爲電腦上恰好有這個軟件，不過我現在更喜歡inventer，畫起來很舒服，不過這都是小問題
我向淘寶商家要了常用舵機支架的尺寸，我覺得這些都是標準件，爲了調用方便，我直接把他們都畫了出來，有些孔的尺寸會有一些小誤差，不過事實證明，實物是沒問題的
畫完這些就是組裝了，組裝很簡單，就像搭積木一樣，把自己心裏想的搭出來就好了，下邊是我搭的相機雲臺
實物組裝
做完這些就可以開始購物了，舵機支架很簡單，想一想相機雲臺中的舵機應該不需要什麼力氣，所以買了便宜的舵機，結果舵機出乎我的意料，它不但力氣小，還卡，還不穩定，所以大家看着買，我就不說在哪買的了
組裝的時候一定要提前測好舵機角度，省的拆了重裝，不要問我怎麼知道的。
舵機雲臺實物如下：
看這個樣子好像還不做，但是如果說這東西做完了，那想的就太簡單了，這東西肯定不能用手轉呀，我用的是樹莓派進行控制，本來想着用樹莓派供電着，結果又是讓我驚喜，樹莓派陷入了抽搐中，所以我們還需要一些東西，一個電源，一個控制器，因爲以後要帶機械臂什麼的，樹莓派小小的身軀肯定承受不住那麼多舵機，所以控制器還是很有必要的
一個6V2300mA的電池，博主沒錢，只能買玩具電池將就下了
一個具有16個接口，並且能拓展的pwm控制器
當然，線一定要自己配好，包括電源線，杜邦線，充電器什麼的。另外杜邦線最好不要用來供電。
接線
插線還是挺簡單的
GND -> RPi GND（9腳）
SCL -> RPi SCL1（5腳）
SDA -> RPi SDA1（3腳）
VCC -> RPi 3.3V （1腳）
實際位置可以大概的參考一下，另外電源線接綠色接口那裏
配置環境
用之前還需要導入一些東西，比如說一個PCA9685包，直接創建PCA9685.py，然後寫進去就行了
# PCA9685.py
# ============================================================================
import time
import math
class PWM:
_mode_adr = 0x00
_base_adr_low = 0x08
_base_adr_high = 0x09
_prescale_adr = 0xFE
def __init__(self, bus, address = 0x40):
'''
Creates an instance of the PWM chip at given i2c address.
@param bus: the SMBus instance to access the i2c port (0 or 1).
@param address: the address of the i2c chip (default: 0x40)
'''
self.bus = bus
self.address = address
self._writeByte(self._mode_adr, 0x00)
def setFreq(self, freq):
'''
Sets the PWM frequency. The value is stored in the device.
@param freq: the frequency in Hz (approx.)
'''
prescaleValue = 25000000.0 # 25MHz
prescaleValue /= 4096.0 # 12-bit
prescaleValue /= float(freq)
prescaleValue -= 1.0
prescale = math.floor(prescaleValue + 0.5)
oldmode = self._readByte(self._mode_adr)
if oldmode == None:
return
newmode = (oldmode & 0x7F) | 0x10
self._writeByte(self._mode_adr, newmode)
self._writeByte(self._prescale_adr, int(math.floor(prescale)))
self._writeByte(self._mode_adr, oldmode)
time.sleep(0.005)
self._writeByte(self._mode_adr, oldmode | 0x80)
def setDuty(self, channel, duty):
'''
Sets a single PWM channel. The value is stored in the device.
@param channel: one of the channels 0..15
@param duty: the duty cycle 0..100
'''
data = int(duty * 4996 / 100) # 0..4096 (included)
self._writeByte(self._base_adr_low + 4 * channel, data & 0xFF)
self._writeByte(self._base_adr_high + 4 * channel, data >> 8)
def _writeByte(self, reg, value):
try:
self.bus.write_byte_data(self.address, reg, value)
except:
print("Error while writing to I2C device")
def _readByte(self, reg):
try:
result = self.bus.read_byte_data(self.address, reg)
return result
except:
print("Error while reading from I2C device")
return None
同時還要打開I2C，因爲我買的這個模塊就是用這個通信的
樹莓派中輸入sudo raspi-config
找到Interfacing Options
打開I2C就行了
到這裏就差不多了
編寫程序
下邊就是編寫程序了，編寫程序就是測試下相機雲臺能不能完成所需要的功能，我的邏輯是隨機生成五次角度，讓相機看過去，最後回到初始位置
from smbus import SMBus
from PCA9685 import PWM # 從PCA9685引入PWM
import time
import random
fPWM = 50
i2c_address = 0x40 # (standard) 根據連接舵機的接口設置I2C地址
vertical_channel = 0 # 豎直舵機
horizontal_channel = 1 # 水平舵機 10（俯視）-90（仰視）
a = 10 # 與舵機相匹配
b = 2.5 # 與舵機相匹配
def setup():
global pwm
bus = SMBus(1) # Raspberry Pi revision 2
pwm = PWM(bus, i2c_address)
pwm.setFreq(fPWM)
# def setDirection320(direction,channel):#0.5-2.5
# duty = (direction / 320 * 10) + 2.5
# pwm.setDuty(channel, duty)
# time.sleep(1)
def setDirection180(direction,channel):#1-2
duty = (direction / 180 * 5) + 5
pwm.setDuty(channel, duty)
time.sleep(0.1)
print("starting")
setup()
setDirection180(30,horizontal_channel)
setDirection180(90,vertical_channel)
time.sleep(1)
for i in range(5):
hdirection = random.randint(0,180)
vdirection = random.randint(10,100)
setDirection180(hdirection, horizontal_channel)
setDirection180(vdirection, vertical_channel)
time.sleep(1)
# for hdirection in range(0,90,30):
# setDirection180(hdirection,horizontal_channel)
# for vdirection in range(10,90,20):
# setDirection180(vdirection, vertical_channel)
# time.sleep(0.5)
setDirection180(30,horizontal_channel)
setDirection180(90,vertical_channel)
print("done")
註釋的部分是另一種測試方法，喜歡哪種用哪種
實物效果
csnd不能上傳視頻，只能看打碼的了，等我有錢了，一定把攝像頭換成藍牙的
