Управление двигателем постоянного тока с помощью Raspberry Pi 4

В этом уроке мы подключим двигатель постоянного тока к новой плате Raspberry Pi4, соберем схему и напишем скетч.

Комплектующие

Для сборки схемы и работы с двигателями через Raspberry Pi 4 нам понадобятся следующие компоненты:

1. Raspberry Pi 4 Model B
2. L298N Модуль драйвера электродвигателя
3. Липоаккумулятор 3300mAh
4. Соединительные провода (провода перемычки)
5. 5V - 2A электропитание для Raspberry Pi
6. 5V Двигатель постоянного тока

Двигатель постоянного тока должен идти с драйвером двигателя.

Что такое драйвер двигателя? Драйвер двигателя - это специальная схема или микросхема, которая обеспечивает необходимую мощность (точнее, ток) двигателя для бесперебойной и безопасной работы.

Схема соединения

Все наши основные комплектующие мы подключаем согласно схеме ниже:

Драйвер L298N

С модулем моторного привода L298N, мы можем фактически управлять двумя двигателями. Из соображений простоты, я продемонстрирую схему, работу и программу для управления одним двигателем постоянного тока с Raspberry Pi 4.

Краткий обзор модуля моторного привода L298N ниже.

Этот двунаправленный драйвер с двумя двигателями основан на очень популярной интегральной схеме L298 Dual H-Bridge Motor Driver Integrated Circuit.

Схема позволит вам легко и независимо управлять двумя двигателями до 2A каждый в обоих направлениях. идеально подходит для роботизированных приложений и хорошо подходит для подключения к микроконтроллеру, требующих всего пару линий управления на двигатель.

Он также может взаимодействовать с простыми ручными переключателями, TTL логическими затворами, реле и т.д. Эта плата оснащена светодиодными индикаторами питания, встроенным регулятором +5В и диодами защиты.

Краткие данные:

• Драйвер: L298N Dual H Bridge
• Питание: DC 5 В - 35 В
• Пиковый ток: 2 А
• Диапазон рабочего тока: 0 ~ 36 мА

Диапазон входного напряжения:

• Низкий: -0,3 В ≤ Vin ≤ 1,5 В
• Высокий: 2,3 В ≤ Vin ≤ Vss.

Диапазон входного напряжения сигнала:

• Низкий: -0,3 ≤ Vin ≤ 1,5 В (контрольный сигнал недействителен)
• Высокий: 2,3 В ≤ Vin ≤ Vss (сигнал управления активен)
• Максимальная потребляемая мощность: 20 Вт (при температуре Т = 75℃)
• Температура хранения: -25 ℃ ~ +130
• Встроенная регулируемая выходная мощность + 5 В (питание для платы контроллера, типа Arduino).

Размер: 3.4 см x 4.3 см x 2.7 см

Скетч

Ниже вы можете скопировать скетч (программу Python) управления двигателем с помощью Raspberry Pi 4:

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

# Pins for Motor Driver Inputs 
Motor1A = 21
Motor1B = 20
Motor1E = 16
 
def setup():
    GPIO.setwarnings(False)
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)              # GPIO Numbering
    GPIO.setup(Motor1A,GPIO.OUT)  # All pins as Outputs
    GPIO.setup(Motor1B,GPIO.OUT)
    GPIO.setup(Motor1E,GPIO.OUT)
 
def loop():
    # Going forwards
    GPIO.output(Motor1A,GPIO.HIGH)
    GPIO.output(Motor1B,GPIO.LOW)
    GPIO.output(Motor1E,GPIO.HIGH)
    print("Going forwards")
 
    sleep(5)
    # Going backwards
    GPIO.output(Motor1A,GPIO.LOW)
    GPIO.output(Motor1B,GPIO.HIGH)
    GPIO.output(Motor1E,GPIO.HIGH)
    print("Going backwards")
 
    sleep(5)
    # Stop
    GPIO.output(Motor1E,GPIO.LOW)
    GPIO.output(Motor1B,GPIO.LOW)
    print("Stop")

def destroy():  
    GPIO.cleanup()

if __name__ == '__main__':     # Program start from here
    setup()
    try:
            loop()
    except KeyboardInterrupt:
        destroy()

На этом всё. Скоро мы запускаем курс по основам работы с платами Raspberry Pi.