- Компоненти, необхідні для капелюха драйвера двигуна Raspberry Pi
- L293D Схема двигуна двигуна
- Принципова схема для капелюха драйвера двигуна Raspberry Pi
- Виготовлення друкованої плати для капелюха драйвера двигуна Raspberry Pi
- Замовлення друкованої плати з PCBWay
- Збірка
- Налаштування Raspberry Pi
- Пояснення коду драйвера двигуна Raspberry Pi
- Тестування капелюха двигуна Raspberry Pi
Raspberry Pi HAT - це додаткова плата для Raspberry Pi з тими ж розмірами, що і Pi. Він може безпосередньо поміститися у верхній частині Raspberry Pi і не потребує подальших підключень. На ринку доступно багато капелюхів Raspberry Pi. У цьому підручнику ми збираємося створити капелюх драйвера для Raspberry Pi для керування двигунами постійного та крокового типу. Цей HAT Driver HAT складається з мікросхеми двигуна L293D, модуля РК-дисплея 16 * 2, чотирьох кнопок та додаткових штифтів для модуля SIM800 з регулятором 3,3 В. Цей Raspberry Pi HAT стане в нагоді під час створення робототехнічного проекту.
Тут ми використали PCBWay для забезпечення плат друкованих плат для цього проекту. У наступних розділах статті ми розглянули повну процедуру проектування, замовлення та складання плат друкованих плат для Raspberry pi Motor Driver HAT. У наших попередніх проектах ми також створили Raspberry Pi Hat для РК-дисплею 16x2 та Raspberry Pi LoRa HAT.
Компоненти, необхідні для капелюха драйвера двигуна Raspberry Pi
- Raspberry Pi
- L293D ІС
- 4 × кнопки
- SMD-резистори (1 × 10K, 12 × 1K)
- Потенціометр 1 × 10K
- 4 × світлодіоди SMD
- LM317 Регулятор напруги
- 2 × гвинтові клеми
- 16 * 2 РК-модуль
L293D Схема двигуна двигуна
L293D - це популярний 16-контактний мікросхемний драйвер двигуна. Як випливає з назви, він використовується для управління однополярними, біполярними кроковими двигунами, двигунами постійного струму або навіть сервомоторами. Одна мікросхема L293D може одночасно керувати двома двигунами постійного струму. Крім того, швидкістю та напрямком роботи цих двох двигунів можна керувати незалежно. Цей мікросхем постачається з двома штифтами вводу живлення, тобто "Vcc1" і "Vcc2". Vcc1 використовується для живлення внутрішньої логічної схеми, яка повинна бути 5В, а контакт Vcc2 - для живлення двигунів, які можуть бути від 4,5В до 36В.
L293D Технічні характеристики:
- Напруга двигуна Vcc2 (Vs): від 4,5 В до 36 В
- Максимальний піковий струм двигуна: 1,2 А
- Максимальний безперервний струм двигуна: 600 мА
- Напруга живлення до Vcc1 (VSS): 4,5 В до 7 В
- Час переходу: 300 нс (при 5В і 24В)
- Доступне автоматичне термічне відключення
Принципова схема для капелюха драйвера двигуна Raspberry Pi
Повна принципова схема драйвера двигуна L293D з Raspberry Pi показана на зображенні, поданому нижче. Схему було намальовано за допомогою EasyEDA.
Цей HAT складається з мікросхеми двигуна L293D, модуля РК-дисплея 16 * 2 та чотирьох кнопок. Ми також надали висновки для модуля SIM800 з регулятором 3,3 В, розроблений з використанням регулятора LM317 для майбутніх проектів. Капелюх двигуна Raspberry Pi буде сидіти безпосередньо на Raspberry Pi, що полегшить керування роботами за допомогою Raspberry Pi.
Виготовлення друкованої плати для капелюха драйвера двигуна Raspberry Pi
Після того, як схема зроблена, ми можемо продовжувати викладку друкованої плати. Ви можете спроектувати друковану плату за допомогою будь-якого програмного забезпечення на ваш вибір. Ми використали EasyEDA для виготовлення друкованих плат для цього проекту. Ви можете переглянути будь-який шар (верхній, нижній, верхній, нижній, тощо) друкованої плати, вибравши шар у вікні "Шари". Окрім цього, також надається тривимірна модель друкованої плати щодо того, як вона буде виглядати після виготовлення. Нижче представлені тривимірні моделі верхнього та нижнього шарів друкованої плати Pi Motor Driver HAT.
Схема друкованої плати для вищезазначеної схеми також доступна для завантаження як Gerber за посиланням, поданим нижче:
- Файл Gerber для капелюха драйвера двигуна Raspberry Pi
Замовлення друкованої плати з PCBWay
Після завершення проектування ви можете продовжити замовлення друкованої плати:
Крок 1: Зайдіть на https://www.pcbway.com/, підпишіться, якщо це ваш перший раз. Потім на вкладці Прототип друкованої плати введіть розміри вашої друкованої плати, кількість шарів та кількість друкованої плати, яка вам потрібна.
Крок 2: Продовжуйте, натискаючи кнопку "Процитувати зараз". Ви потрапите на сторінку, де можна встановити кілька додаткових параметрів, таких як тип плати, шари, матеріал для друкованої плати, товщина та багато іншого. Більшість із них вибрано за замовчуванням, але якщо ви обираєте будь-які конкретні параметри, ви можете вибрати їх тут.
Крок 3: Останнім кроком є завантаження файлу Gerber і продовження платежу. Щоб переконатися, що процес безперебійний, PCBWAY перевіряє, чи справді ваш файл Gerber, перш ніж продовжувати оплату. Таким чином, ви можете бути впевнені, що ваша друкована плата друкована до виготовлення і зв’яжеться з вами як докладена.
Збірка
Через кілька днів ми отримали нашу друковану плату в акуратному пакеті, і якість друкованої плати була як завжди хорошою. Верхній і нижній шар дошки показані нижче:
Переконавшись, що сліди та сліди правильні. Я приступив до складання друкованої плати. На зображенні тут показано, як виглядає повністю припаяна дошка.
Налаштування Raspberry Pi
Перш ніж програмувати Raspberry Pi, ми повинні встановити необхідні бібліотеки. Для цього спочатку оновіть ОС Raspberry Pi, використовуючи наведені нижче команди:
Sudo apt-get update Оновлення Sudo apt-get
Тепер встановіть бібліотеку Adafruit_CharLCD для РК-модуля. Ця бібліотека призначена для РК-дощок Adafruit, але вона також працює з РК-дошками інших брендів.
sudo pip3 встановити Adafruit-CharLCD
Пояснення коду драйвера двигуна Raspberry Pi
У цьому проекті ми програмуємо Raspberry Pi для одночасного керування двома двигунами постійного струму в напрямку вперед, назад, вліво та вправо з інтервалом у дві секунди. Напрямок двигунів відображатиметься на РК-дисплеї. Повний код наведено в кінці документа. Тут ми пояснюємо деякі важливі частини коду.
Як зазвичай, розпочніть код, імпортуючи всі необхідні бібліотеки. Модуль RPi.GPIO використовується для доступу до виводів GPIO за допомогою Python. Модуля час використовується для припинення програми в протягом заданого часу.
імпорт RPi.GPIO як GPIO час імпорту дошка імпорту дошка імпорт Adafruit_CharLCD як РК
Після цього призначте штифти GPIO для мікросхеми драйвера двигуна L293D та РК-дисплея.
lcd_rs = 0 lcd_en = 5 lcd_d4 = 6 Двигун1A = 4 Двигун1B = 17 Двигун1E = 12
Тепер встановіть 6 штифтів двигуна як вихідні штифти. Наступні чотири - вихідні штирі, з яких перші два використовуються для управління правим двигуном, а наступні два - для лівого двигуна. Наступні два висновки - Увімкнути висновки для правого та лівого двигунів.
GPIO.setup (Motor1A, GPIO.OUT) GPIO.setup (Motor1B, GPIO.OUT) GPIO.setup (Motor1E, GPIO.OUT) GPIO.setup (Motor2A, GPIO.OUT) GPIO.setup (Motor2B, GPIO.OUT) GPIO.setup (Motor2E, GPIO.OUT)
Усередині петлі while одночасно рухайте два двигуни постійного струму у напрямку вперед, назад, вліво та вправо з інтервалом у дві секунди.
GPIO.output (Motor1A, 0) GPIO.output (Motor1B, 0) GPIO.output (Motor2A, 1) GPIO.output (Motor2B, 0) lcd.message ('Left') print ("Left") sleep (2) # Forward GPIO.output (Motor1A, 1) GPIO.output (Motor1B, 0) GPIO.output (Motor2A, 1) GPIO.output (Motor2B, 0) lcd.message ('Forward') print ("Forward") …… ………………………………
Тестування капелюха двигуна Raspberry Pi
Закінчивши збирати друковану плату, встановіть драйвер двигуна HAT на Raspberry Pi і запустіть код. Якщо все піде нормально, двигуни постійного струму, підключені до Raspberry Pi, рухатимуться вліво, вперед, вправо та в зворотному напрямку одночасно кожні дві секунди, і напрямок двигуна буде відображатися на РК-дисплеї.
Ось як ви можете створити свій власний капелюх для водія L293D Raspberry Pi. Повний код та робоче відео проекту подано нижче. Сподіваюся, вам сподобався проект і вам було цікаво побудувати власний. Якщо у вас виникли запитання, залиште їх у розділі коментарів нижче.