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Guia Completo do Pi Servo Hat: Hardware, Ligação e Controle Python

Introdução

O SparkFun Pi Servo Hat expande as capacidades de um Raspberry Pi, permitindo controlar até 16 servos hobby via barramento I²C. Ao descarregar a alimentação e comunicação dos servos para o Hat, você libera os pinos GPIO do Pi para outros projetos e ganha um terminal serial conveniente para configuração headless.

Materiais Necessários

Para seguir este guia, reúna os seguintes itens. Recomendamos um cartão microSD em branco em vez de um cartão NOOBS, pois imagens de SO mais recentes são necessárias para suporte ao Pi Zero W.



Por fim, adquira um servo hobby para teste. Um servo sub-micro genérico é um bom ponto de partida para os scripts de exemplo.


Ferramentas Necessárias

Nenhum equipamento especial é necessário além de suprimentos básicos de solda. Para melhores resultados, use um ferro de solda de 30W e solda sem chumbo.


Visão Geral do Hardware

O Hat é intencionalmente simples. Componentes-chave incluem:

Montagem do Hardware

Recomendamos soldar os headers macho no Pi Zero W primeiro, depois anexar o Pi Servo Hat. Técnica rápida:

  1. Solde um único pino na placa.
  2. Enquanto a solda ainda está quente, incline a placa para que o pino fique plano, então fixe o header no lugar.
  3. Termine de soldar os pinos restantes.

Repita o processo com o header fêmea e o Pi Servo Hat, garantindo que os pinos curtos insiram pela parte inferior da placa. Mantenha os headers nivelados antes de completar as juntas de solda.

Uma vez montado, encaixe o Hat no Pi Zero W. Conecte um servo hobby ao canal 0, consultando o datasheet do servo para pinout. Use um adaptador de parede 5V para alimentar o Pi e o Hat via conector USB Micro-B rotulado PWR IN.

Software – Python

O controlador PWM do Hat é um dispositivo I²C, comumente acessado como SMBus. Código de exemplo completo está disponível no repositório GitHub do produto.

Inicializar SMBus

import smbus
bus = smbus.SMBus(1)  # Barramento I2C 1 no Raspberry Pi
addr = 0x40  # Endereço I2C padrão do chip PWM

Configurar o Chip PWM

bus.write_byte_data(addr, 0x00, 0x20)  # Habilita módulo PWM
bus.write_byte_data(addr, 0xFE, 0x1E)  # Auto-incremento de endereços de registrador

Definir Largura de Pulso para Canal 0

bus.write_word_data(addr, 0x06, 0)      # Tempo de início (sempre 0 para 200 Hz)
bus.write_word_data(addr, 0x08, 1250)   # Tempo de parada → pulso de 1,5 ms

O chip PWM opera a 200 Hz (período de 5 ms). O registrador de parada (0–4095) mapeia para passos de 1,2 µs, então 1250 ≈ 1,5 ms, a posição neutra para a maioria dos servos.

Para endereçar outros canais, adicione 4 aos endereços dos registradores:

CanalInício AddrFim Addr
00x060x08
10x0A0x0C
20x0E0x10
30x120x14
40x160x18
50x1A0x1C
60x1E0x20
70x220x24
80x260x28
90x2A0x2C
100x2E0x30
110x320x34
120x360x38
130x3A0x3C
140x3E0x40
150x420x44

Cada grau de movimento requer 4,6 contagens de registrador. Por exemplo, um deslocamento de 45° da posição neutra é 207 contagens (45 × 4,6), adicionadas ou subtraídas de 1250 para definir a largura de pulso desejada.

Para exemplos mais detalhados, visite o repositório GitHub e explore os scripts Python incluídos.

Guia de Conexão do Pi Servo Hat

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