GPIO

GPIO (General-Purpose Input/Output) – это тип пинов на OPi, напряжение на которых можно программно подавать и измерять. Также на некоторых пинах реализован аппаратный ШИМ (PWM). Интерфейс GPIO может быть использован для управления различной периферией: светодиодами, электромагнитами, электромоторами, сервоприводами и т. д.

Info Используйте распиновку, чтобы понять, какие из пинов на OPi поддерживают GPIO и ШИМ.

Info Для того, чтобы не создавалось конфликтов при использовании портов GPIO в образе закрыт доступ для портов 0, 1, 2, 3, 14, 15, на которые выведены интерфейсы подключения I2C и UART.

Для определения номера пина используйте распиновку Orange Pi.

Подключение полезной нагрузки (Сервопривод/Магнитный захват и т.д.)

Для того чтобы подключить сервопривод или другую полезную нагрузку подсоедините пины сервопривода к контактам на плате

Управление сервоприводом через PWM

Сервопривод управляется PWM-сигналом с Orange Pi. В текущей конфигурации используется pin 17 утилиты gpio.

Перед использованием необходимо убедиться, что сервопривод подключен правильно:

• сигнальный провод серво подключен к PWM pin 17;
• питание серво подключено к внешнему источнику 5V;
• земля GND сервопривода соединена с GND Orange Pi/Technic;
• не рекомендуется питать сервопривод от 3.3V Orange Pi.

Управление через терминал:

Перед отправкой команд положения необходимо один раз инициализировать PWM.

sudo gpio mode 17 pwm
sudo gpio pwmr 17 20000
sudo gpio pwmc 17 24

Назначение команд:

• gpio mode 17 pwm переводит pin 17 в режим PWM;
• gpio pwmr 17 20000 задает диапазон PWM, соответствующий периоду;
• gpio pwmc 17 24 задает делитель частоты;
• вместе pwmr=20000 и pwmc=24 дают частоту около 40 Гц. После инициализации можно задавать положение сервопривода:

sudo gpio pwm 17 1000
sudo gpio pwm 17 1500
sudo gpio pwm 17 2000

Обычно значения означают:

• 1000 - одно крайнее положение;
• 1500 - среднее положение;
• 2000 - другое крайнее положение.

Некоторые сервоприводы могут иметь другой допустимый диапазон. Если серво упирается, дрожит или сильно греется, нужно уменьшить диапазон, например использовать 1100...1900.

Пример проверки

sudo gpio mode 17 pwm
sudo gpio pwmr 17 20000
sudo gpio pwmc 17 24
sudo gpio pwm 17 1000
sleep 1
sudo gpio pwm 17 1500
sleep 1
sudo gpio pwm 17 2000
sleep 1
sudo gpio pwm 17 1500

Если сервопривод подключен правильно, он должен последовательно повернуться в разные положения.

Управление из Python Для управления из Python можно вызывать те же команды через subprocess.

import subprocess
import time

PWM_PIN = 17
PWM_RANGE = 20000
PWM_CLOCK = 24

def run_gpio(*args):
subprocess.run(['gpio', *map(str, args)], check=False)
def servo_init():
run_gpio('mode', PWM_PIN, 'pwm')
run_gpio('pwmr', PWM_PIN, PWM_RANGE)
run_gpio('pwmc', PWM_PIN, PWM_CLOCK)
def servo_write(value):
run_gpio('pwm', PWM_PIN, value)
servo_init()
servo_write(1000)
time.sleep(1)
servo_write(1500)
time.sleep(1)
servo_write(2000)
time.sleep(1)
servo_write(1500)

Для ROS-скрипта вместо time.sleep() можно использовать rospy.sleep().

Пример использования в ROS-скрипте

import subprocess
import rospy

PWM_PIN = 17
PWM_RANGE = 20000
PWM_CLOCK = 24

def run_gpio(*args):
subprocess.run(['gpio', *map(str, args)], check=False)
def servo_init():
run_gpio('mode', PWM_PIN, 'pwm')
run_gpio('pwmr', PWM_PIN, PWM_RANGE)
run_gpio('pwmc', PWM_PIN, PWM_CLOCK)
def servo_write(value):
run_gpio('pwm', PWM_PIN, value)
# Инициализация PWM
servo_init()
# Перевод серво в начальное положение
servo_write(1500)
# Пример движения
rospy.sleep(1)
servo_write(1000)
rospy.sleep(1)
servo_write(2000)
rospy.sleep(1)
servo_write(1500)

Частые проблемы

Если появляется ошибка:

gpio: CCR should be less than or equal to ARR значит значение в команде gpio pwm 17 ... больше текущего диапазона PWM. Нужно заново выполнить:

sudo gpio pwmr 17 20000
sudo gpio pwmc 17 24

Если сервопривод пищит, но не двигается, проверьте:

• подключено ли внешнее питание 5V;
• соединена ли земля серво с землей Orange Pi;
• правильно ли выбран pin 17;
• не перепутаны ли провода питания, земли и сигнала;
• хватает ли тока источника питания. Если сервопривод дергается или греется, используйте более узкий диапазон:

sudo gpio pwm 17 1100
sudo gpio pwm 17 1500
sudo gpio pwm 17 1900