Raspbian BusterのRaspberry PiからPythonでPCA9685モジュールを使ってLチカをする

Raspbian BusterのRaspberry PiからPythonでPCA9685モジュールを使ってLチカをする

Raspberry PiのI2Cのピンはこんな感じです
https://cdn.sparkfun.com/assets/learn_tutorials/6/7/6/PiZero_1.pdf

I2CデバイスのSDAをRaspberry PiのGPIO2に接続します
I2CデバイスのSCLをRaspberry PiのGPIO3に接続します
I2CデバイスのVCCをRaspberry Piの+3.3Vに接続します
I2CデバイスのGNDをRaspberry PiのGNDに接続します


１．raspi-configでI2Cを有効にする

$ sudo raspi-config

「5 Interfacing Options」を選択
「P5 I2C」を選択
「Would you like the ARM I2C interface to be enabled?」で<はい>を選択
「The ARM I2C interface is enabled」と表示されたら<了解>を選択
「<Finish>」で終了


２．再起動する


３．lsmodでi2c_bcm2708があるか確認
$ lsmod

hwmon                  16384  1 raspberrypi_hwmon
snd_timer              32768  1 snd_pcm
snd                    73728  5 snd_timer,snd_bcm2835,snd_pcm
i2c_bcm2835            16384  0
bcm2835_codec          36864  0
bcm2835_v4l2           45056  0


４．i2c-toolsを入れる

sudo apt-get -y install i2c-tools


５．ls -l /dev/i2c*でI2Cデバイスがあるか確認

$ ls -l /dev/i2c*

crw-rw---- 1 root i2c 89, 1 12月 27 16:39 /dev/i2c-1

/dev/i2c-1の場合はbusnum=1になる


６．i2cdetectで接続されているI2Cデバイスのアドレスを確認する
$ i2cdetect -y 1

     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: 40 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --

これでbusnum=1のI2Cに接続されているI2CデバイスのI2Cのアドレスがわかります
(busnumとI2Cのアドレスは後で使います)
この例の場合だとI2Cのアドレスは0x40になります


７．Adafruit_Python_PureIOを入れる
https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_PureIO

$ sudo pip3 install Adafruit-PureIO


８．Adafruit_Python_GPIOを入れる
https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_GPIO

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install build-essential python3-pip python3-dev python3-smbus git
$ git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_GPIO.git
$ cd Adafruit_Python_GPIO
$ sudo python3 setup.py install


９．Adafruit_Python_PCA9685を入れる

$ sudo pip3 install adafruit-pca9685


これでI2Cの設定、必要なライブラリのインストールは終了です



pca9685_test01.pyという名前で下記の内容でファイルを作成

from __future__ import division
import Adafruit_GPIO.I2C as I2C
import Adafruit_PCA9685

import time
import math


pwm = Adafruit_PCA9685.PCA9685(address=0x40, busnum=1)
i2c = I2C
device = i2c.get_i2c_device(0x40, busnum=1)

def get_pwm(index):
    _data0 = device.readU8(0x06 + 4 * index)
    _data1 = device.readU8(0x07 + 4 * index)
    _data2 = device.readU8(0x08 + 4 * index)
    _data3 = device.readU8(0x09 + 4 * index)
    data0 = int(_data1 << 8 | _data0)
    data1 = int(_data3 << 8 | _data2)
    pwm_read = (data0, data1)
    return pwm_read


def duty(index, value=None, invert=None):

    if value is None:
        pwm_read = get_pwm(index)

        if pwm_read == (0, 4096):
            value = 0
        elif pwm_read == (4096, 0):
            value = 4095
        else:
            value = pwm_read[1]
        if invert:
            value = 4095 - value
        return value

    if not 0 <= value <= 4095:
        raise ValueError("Out of range")
    if invert:
        value = 4095 - value
    if value == 0:
        pwm.set_pwm(index, 0, 4096)
    elif value == 4095:
        pwm.set_pwm(index, 4096, 0)
    else:
        pwm.set_pwm(index, 0, value)


def func01(num):
    a01 = num % 160
    if (a01) < 80.0:
        a02 = (1.0 / 80.0 * a01)
    else :
        a02 = (1.0 / 80.0 * (160.0 - a01))
    return a02 * a02 * a02


# Set frequency to 60hz, good for servos.
pwm.set_pwm_freq(240)

while True:
    for k in range(8):
        for j in range(0,160, 10):
            for i in range(16):
                f01 = func01(int(320.0 / 16.0 * i + j))
                val01 = int(f01 * 4095.0)
                duty(i, value=4095 - val01)
            time.sleep(0.1)
    for i in range(16):
        duty(i, value=4095)
    time.sleep(0.5)
    for i in range(16):
        duty(i, value=0)
    time.sleep(1)
    for i in range(16):
        duty(i, value=4095)
    time.sleep(1)
    for i in range(16):
        duty(i, value=0)
    time.sleep(1)
    for i in range(16):
        duty(i, value=4095)
    time.sleep(1)


実行
python3 pca9685_test01.py

上のプログラムは16個のLEDをPCA9685にシンク接続した場合のプログラムです

micropython-adafruit-pca9685
https://github.com/adafruit/micropython-adafruit-pca9685

このmicropython用のライブラリを参考にすればサーボモータも簡単に扱えると思われます