怎樣用樹莓派控制直流電機的方向和速度

2020-12-17 電子發燒友

步驟1：DC的控制方向通過RPi電機

使用RPi控制直流電機

我們的下一個任務是使用樹莓派上的python腳本和GPIO頭控制直流電動機，這將在我們的腦海中產生一幅「機器人如何工作」的圖景。您可以根據外面的天氣來控制房間的風扇（因為您知道rpi會使用傳感器）。完成所有這些操作將使您了解機器人技術的基本規則。

我們將控制一個直流電動機，該電動機至少需要400mA的電流才能正常工作，但我們的RPi只能提供接近20mA的電流。這意味著我們必須在外部連接直流電源。這不成問題！我們在市場上有6V和9V的小型電池。

警告：請勿將電機直接連接到Raspberry Pi，否則會損壞Raspberry Pi。

顯然，我們將需要一個電動機控制器IC來控制電動機的功能（順時針或逆時針旋轉）。最好從L293D電機控制器IC開始。

要求：

·預先裝有Raspbian的SD卡的Raspberry Pi

·麵包板

·一個L293D電機驅動器集成電路

·跳線（公對公，母對公）

·一臺額定電壓為6v的直流電動機

·一塊6V或9V電池。

L293D

這是一個電機驅動器IC，我們可以一次控制2個電機。其引腳配置如下所示。它是一個16針IC，在一側包括一個Vcc（上電），一個GND針，一個Enable針（用於打開和關閉電動機），兩個輸入對應兩個輸出。

連接：

·首先將L293D的Vcc引腳連接到5V（也可以使用3.3V）

·現在連接地線

·使用GPIO-2、3、4來控制IC。（分別將GPIO-02和GPIO-03分別作為輸入1和2）

·將GPIO-04連接到IC的相應使能引腳。

·現在終於將輸出1和2連接到電動機的兩個連接上，如圖所示。

Python代碼：-

導入RPi.GPIO作為GPIO

從導入睡眠時間開始

GPIO.setmode（GPIO.BCM）

Motor1A = 02

Motor1B = 03

Motor1E = 04

的 GPIO.setup（Motor1A，GPIO.OUT）

GPIO.setup（Motor1B，GPIO.OUT）

GPIO.setup（Motor1E，GPIO.OUT）

列印「電動機要啟動「

GPIO.output（Motor1A，GPIO.HIGH）＃以順時針方向運行電動機

GPIO.output （Motor1B，GPIO.LOW）＃將其設置為高電平以使電動機沿逆時針方向旋轉

GPIO.output（Motor1E，GPIO.HIGH）＃啟動時應始終為高電機

睡眠（5）

列印「停止電機」

GPIO.output（Motor1E，GPIO.LOW）＃停止電動機後

GPIO.cleanup（）

上面的代碼，您的電動機將開始沿順時針方向旋轉5秒鐘。通過修改以上代碼，您可以將其反轉。現在我們可以用兩個或四個電動機來製造汽車。

使用RPi控制直流電動機的速度

您知道在某些地方我們需要也可以控制電動機的速度。通過以上主題，您了解了電動機的ON-OFF控制，但這還不夠嗎？現在您應該在腦海中思考一個問題，即我們如何從RPi的GPIO引腳產生模擬電壓。沒問題，因為我們可以通過PWM（脈衝寬度調製）從中產生電壓脈衝並控制GPIO引腳的輸出電壓。

脈衝寬度調製

這是一個非常簡單的過程，我們可以控制電源的電壓頻率。我們知道，PWM模塊可用於RPi中的GPIO。

時間段= 1/頻率

因此，如果我選擇100Hz的頻率，則意味著時間段為10m sec。 （電壓被觸發為「高」持續10m秒）。我們的電池為電動機提供9V的電壓，為了降低速度，我們必須降低此電壓。因此，如果要將速度降低一半，而不必將佔空比（電壓為高電平的時間段的百分比）更改為50。

由於供應給電動機的電壓由電機驅動器IC-L293N的使能引腳，因此我們僅需將PWM應用於使能引腳即可改變速度。貝婁是理解PWM的python代碼，需要上一主題中的上述連接（通過RPi控制直流電動機）。

》》》導入RPi.GPIO為GPIO＃導入GPIO庫。

》》從時間導入睡眠開始

》》》 GPIO.setmode（GPIO.BCM）

》》》 Motor1A = 02＃將GPIO-02設置為控制器IC的輸入1

》》》 Motor1B = 03＃設置GPIO- 03作為控制器IC的輸入2

》》》 Motor1E = 04＃將GPIO-04設置為控制器IC的使能引腳1

》》》 GPIO.setup（Motor1A，GPIO.OUT）

》》》 GPIO.setup（Motor1B，GPIO.OUT）

》》》GPIO.setup（Motor1E，GPIO.OUT）

》》》pwm=GPIO.PWM（04，100）＃配置啟用引腳表示用於PWM的GPIO-04

》》》 pwm.start（50）＃以50％的佔空比啟動它

》》》列印「前進」

》》》 GPIO.output（Motor1A，GPIO.HIGH）

》》》 GPIO.output（Motor1B，GPIO.LOW）

》》》 GPIO.output（Motor1E，GPIO.HIGH）

》》》 sleep（2）

##這將使電動機以50％的速度向前運行2秒。

》》》 pwm.ChangeDutyCycle（80）＃將佔空比增加到80

》》》列印「後退」

》》》 GPIO.output（Motor1A，GPIO.HIGH）

》》》 GPIO.output（Motor1B，GPIO.LOW）

》》》 GPIO.output（Motor1E，GPIO.HIGH）

》》》睡眠（2）

＃＃通過提供80％的電池電壓，電動機將以80％的速度反向運行2秒

》》》列印「立即停止」

》》》 GPIO.output（Motor1E，GPIO.LOW）

》 》》 pwm.stop（）＃從GPIO輸出中停止PWM是必要的

》》》 GPIO.cleanup（）

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