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如何使用樹莓派控制直流電機(jī)

454398 ? 來源:工程師吳畏 ? 2019-07-29 09:18 ? 次閱讀

通過使用Raspberry Pi成功控制直流電機(jī),我們可以將它用于各種其他應(yīng)用,如機(jī)器人,遙控(RC)汽車,風(fēng)扇和其他相關(guān)的電機(jī)這個(gè)項(xiàng)目的目的是將電機(jī)安全地連接到Raspberry Pi并控制它,即使其向前或向后旋轉(zhuǎn)。

注意 :我將在這個(gè)項(xiàng)目中使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,最多可以處理兩個(gè)電機(jī)。因此,可以單獨(dú)控制兩臺(tái)電機(jī)。

在繼續(xù)這個(gè)項(xiàng)目之前,先了解 如何設(shè)置沒有監(jiān)視器的Raspberry Pi和鍵盤

工作原理

使用Raspberry Pi控制直流電機(jī)的主要原理在于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是一種特殊電路或IC,可為電機(jī)提供必要的電源(或更確切地說是電流),以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)安全的運(yùn)行。

即使是小型5V直流電機(jī)也可以初始電流約為300 - 400 mA。當(dāng)電機(jī)加速到大約時(shí),該電流將下降150 - 200 mA。

對(duì)于微控制器,Arduino,Raspberry Pi等設(shè)備而言,這是一個(gè)巨大的潮流。因此,我們不應(yīng)該將電機(jī)直接連接到Raspberry Pi(或任何其他微控制器)。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在這種情況下起著重要作用。它們從Raspberry Pi獲取控制信號(hào),并通過電源為電機(jī)提供必要的驅(qū)動(dòng)電流。

在這個(gè)項(xiàng)目中,電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(L293D)有兩個(gè)通過GPIO引腳控制來自Raspberry Pi的信號(hào)。根據(jù)Python程序,電機(jī)將正向或反向旋轉(zhuǎn)。

電路圖

Fritzing Image

正如我之前所說,使用L293D電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC,我們實(shí)際上可以控制兩臺(tái)電機(jī)。為簡單起見,我將演示使用Raspberry Pi控制單個(gè)直流電機(jī)的電路,工作和程序。下圖是項(xiàng)目的Fritzing圖。

電路圖

項(xiàng)目的電路接線圖如下所示。您可以輕松配置此電路以及使用Raspberry Pi和L293D電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC控制兩個(gè)直流電機(jī)的程序。

必需的組件

Raspberry Pi 3 B型

L293D電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC或模塊

小型直流電機(jī)(5V)

連接線(跳線)

用于Raspberry Pi的5V - 2A電源

用于電機(jī)的5V電源

其他(計(jì)算機(jī),以太網(wǎng))電纜等。)

關(guān)于L293D電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC的簡要說明

我使用L293D電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC來控制帶Raspberry Pi的直流電機(jī)。它是一種非常常見的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC,能夠驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī),單個(gè)電流高達(dá)600mA。

L293D電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC的引腳圖,以及引腳說明如下圖所示。

電路設(shè)計(jì)

使用Raspberry Pi控制直流電機(jī)的電路設(shè)計(jì)非常簡單。首先,將L293D的引腳8和16(VCC2和VCC1)連接到外部5V電源(假設(shè)您使用的是5V電機(jī))。

L293D上有四個(gè)接地引腳。將引腳4連接到電源的GND。另外,將L293D的接地引腳連接到Raspberry Pi的GND引腳。

最后,我們有使能和控制輸入引腳。將L293D(1,2EN)的引腳1連接到Raspberry Pi的GPIO25(物理引腳22)。然后將控制輸入引腳2和7(1A和2A)分別連接到GPIO24(物理引腳18)和GPIO23(物理引腳16)。

可選:如果要連接第二個(gè)電機(jī),你需要連接的是啟用(3,4EN)和第二個(gè)電機(jī)控制輸入(3A和4A)到Raspberry Pi的三個(gè)不同的GPIO引腳。

還閱讀這個(gè)簡單的項(xiàng)目: 如何使用Raspberry Pi和Python使LED閃爍

Python程序用Raspberry Pi控制直流電機(jī)

項(xiàng)目工作和代碼說明

如何操作項(xiàng)目?

打開電源之前供電,確保所有與電機(jī),電源和Raspberry Pi相關(guān)的連接都是正確的。對(duì)于編程,我將使用Python。

現(xiàn)在,在Raspberry Pi中打開終端并使用Vim Editor和以下內(nèi)容創(chuàng)建一個(gè)新的Python文件“dcmotorPi.py”命令。

sudo vim dcmotorPi.py

將上述程序復(fù)制并粘貼到編輯器中并保存文件。 注意 :我已將Python程序保存在Raspberry Pi桌面上名為Python_Progs的文件夾中?,F(xiàn)在,為了運(yùn)行程序,在終端中輸入以下命令。

sudo python dcmotorPi.py

電機(jī)現(xiàn)在將向前旋轉(zhuǎn)3秒鐘,然后反向旋轉(zhuǎn)3秒鐘,最后停止。幾秒鐘后,該過程將繼續(xù),直到在終端中按下 CRTL + C 。

代碼說明

如果您已經(jīng)按照我之前關(guān)于如何使用Raspberry Pi閃爍LED并使用Raspberry Pi連接16 x 2 LCD的項(xiàng)目,您可以輕松理解此代碼。

首先,我們需要使用Python訪問GPIO引腳。因此,我們需要將模塊RPi.GPIO導(dǎo)入到我們的程序中。同樣,模塊時(shí)間允許我們使用其功能睡眠暫停程序一段預(yù)定義的時(shí)間。

現(xiàn)在,我為L293D電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC分配了引腳(啟用和兩個(gè)控制輸入)。此外,引腳模式設(shè)置為GPIO編號(hào)格式。

現(xiàn)在,所有引腳都被聲明為輸出。正向旋轉(zhuǎn)時(shí),使能引腳變?yōu)楦唠娖剑刂戚斎?A變?yōu)楦唠娖?,另一個(gè)控制輸入1B變?yōu)榈碗娖健?/p>

延遲三秒后,控制輸入1A變?yōu)榈碗娖剑刂戚斎?B變?yōu)楦唠娖?,同時(shí)保持使能引腳為高電平。這將使電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。

最后,在延遲三秒后,電機(jī)將停止旋轉(zhuǎn)并停止。重復(fù)此過程,直到我們?cè)诮K端中按CTRL + C.

應(yīng)用程序

直流電機(jī)隨處可見:機(jī)器人,無人駕駛飛機(jī),遙控車等。通過使用Raspberry Pi控制直流電機(jī),我們可以使用Raspberry Pi開發(fā)許多與電機(jī)相關(guān)的項(xiàng)目。

可用于基于Raspberry Pi的機(jī)器人應(yīng)用,如線跟隨機(jī)器人,障礙避免機(jī)器人,四軸飛行器,網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)器人等。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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