[PYTHON] [Raspberry Pi] Contrôle du moteur pas à pas avec Raspberry Pi

introduction

J'ai acheté une tarte aux râpes en pensant que je pourrais trouver un nouveau passe-temps que je peux pratiquer à l'intérieur pendant le verrouillage. Je pensais que si je pouvais contrôler le moteur, ce serait utile dans des expériences plus tard, alors j'ai acheté un moteur pas à pas ensemble, donc je vais essayer de le contrôler. Il est intéressant de le faire tourner à une vitesse constante, mais je voulais pouvoir faire n'importe quel exercice. Connaissance des circuits électriques et électroniques Je suis parti de presque zéro, mais je pouvais facilement le faire car il y avait beaucoup d'informations sur le net. J'apprécie vraiment cela. Il semble que cela puisse être contrôlé de différentes manières, mais j'aimerais vous présenter la méthode que j'ai trouvée la plus simple.

Matériel

Vous trouverez ci-dessous une liste du matériel utilisé.

• Raspberry Pi 4B 2GB
• Moteur pas à pas NEMA17 ([Amazon](https://www.amazon.co.jp/s?k=nema17&__mk_ja_JP=%E3%82%AB%E3%82%BF%E3%82%AB%E3%83%] 8A & ref = nb_sb_noss_2) 2000)
• Pilote de moteur pas à pas CC L298N Dual H Bridge

• Pilote de moteur bon marché. Il semble qu'il soit souvent utilisé pour contrôler Arduino + moteur pas à pas / moteur à courant continu. Amazon Voir Il semble que ce ne soit pas très populaire au Japon car il n'y a pas du tout d'avis (?)

• Alimentation 12V

Rotation à vitesse constante

Le premier est la rotation de base à vitesse constante. Utilisez RpiMotorLib, A Raspberry pi python motor library sur GitHub. Il semble que vous puissiez contrôler non seulement les moteurs pas à pas, mais également les moteurs à courant continu et les servomoteurs. Vous pouvez l'installer depuis le terminal avec sudo pip install rpimotorlib. Après avoir installé la bibliothèque, connectez-la selon Tutoriel très poli, et copiez et collez simplement le code pour faire tourner le moteur. Je vais. J'ai câblé comme suit (désolé pour le dessin approximatif dessiné à la main). La résolution de l'image est médiocre et difficile à voir, mais le câblage est comme indiqué dans le tableau ci-dessous.

La fonction principale est motor_run (GpioPins, wait, steps, ccwise, verbose, steptype, initdelay). L'explication de chaque argument est la suivante.

• GpioPins: broches GPIO Raspeye à utiliser. Broches qui se connectent au pilote IN1, IN2, IN3, IN4 à partir de la gauche.
• wait: Temps entre les impulsions. Si vous souhaitez tourner à la vitesse de rotation f [Hz] en mode demi-pas, NEMA17 a un angle de pas de 1,8 °, donc $ wait = (1/2) \ times (1 / f) \ times (1,8 / 360) $.
• pas: nombre de signaux de commande de pas. Dans n'importe quel mode pas à pas, 50 pas font une rotation, c'est-à-dire qu'un pas se déplace de 7,2 ° (voir le tutoriel pour la raison).
• ccwise: sens antihoraire. «True» est dans le sens antihoraire, «False» dans le sens horaire. La valeur par défaut est `` False ''.
• verbose: lorsqu'il est réglé sur True '', l'état etc. sera affiché. La valeur par défaut est False ''.
• steptype: mode pas à pas, plein '', moitié '', `` vague ''. Consultez le didacticiel pour connaître les forces et les faiblesses de chacun.
• initdelay: Le temps entre l'initialisation de la broche GPIO et le fonctionnement du moteur.

Par exemple, si vous souhaitez faire pivoter 5 Hz dans le sens antihoraire avec une vitesse de rotation de 0,5 Hz en mode demi-pas, le code est le suivant. C'est très simple.

python

import time 
import RPi.GPIO as GPIO
from RpiMotorLib import RpiMotorLib  
    
GpioPins = [17, 18, 27, 22]  #Broche GPIO. IN1 de la gauche, IN2, IN3,Broche pour se connecter à IN4.

f = 0.5  #Vitesse rotationnelle[Hz]
Rev = 5  #Faire pivoter 5 fois
s_angle = 1.8  #Angle de pas[deg]
wait = (1/f)*(s_angle/360)/2  #Temps entre les impulsions. Moitié-Divisez par 2 pour le mode pas à pas

#Donnez le nom au moteur et précisez le type de moteur (Nema ou 28BYJ).
mymotortest = RpiMotorLib.BYJMotor('MyMotorOne', 'Nema') 

#Principale. Les arguments sont la broche GPIO, l'attente, le nombre de pas, la rotation inverse, le mode détaillé, le mode pas à pas, le premier délai à partir de la gauche[ms]
mymotortest.motor_run(GpioPins, wait, Rev*50, True, False, 'half', 0.05)

#Enfin nettoyer les broches
GPIO.cleanup()

agréable!

Je veux faire n'importe quel exercice

Depuis que j'ai pu le tourner, je pense que je peux faire n'importe quel exercice en fonction du code. Je voudrais faire bouger le moteur arbitrairement. À titre d'exemple, faisons un mouvement de hauteur sinusoïdale. 7 en 1 étape.Puisqu'il tourne de 2 °, l'amplitude\theta_0Devrait être un multiple de cela. Cette fois, ce sera 72 °. périodeTA été réglé sur 2 secondes. La vitesse angulaire est\omega = \dot{\theta}(Dans cet exemple\cos)mais,waitNe peut prendre qu'une valeur positive, alors prenez une valeur absoluewait = (1/2)\times(1/|\omega|)\times(1.8/360)Est passé. Et\omega < 0QuandccwiseÀ'True'Tout ce que vous avez à faire est de réussir.\theta，\omega，|\omega|，waitは下図のようÀなります．

Le code est comme suit.

python

GpioPins = [17, 18, 27, 22]

T = 2  # Period [s]
N_period = 2  # No. of periods
amp = 72
unit_angle = 7.2
s_angle = 1.8  # [deg]
N = int(4*amp/unit_angle)

theta = amp*sin(np.linspace(0, 2*pi, N))  # Angle time history [deg]
dt = T/len(theta)  # time-step [s]
omega = np.gradient(theta, dt)/360  # [Hz]
omega_pos = abs(omega)
pm = omega < 0  # boolean for CW/CCW 
wait = (1/omega_pos)*(s_angle/360)/2

mymotortest = RpiMotorLib.BYJMotor, 'MyMotorOne', 'Nema')
time.sleep(0.002)

for _ in np.arange(N_period):
    for k in np.arange(N):
        mymotortest.motor_run(GpioPins, wait[k], 1, pm[k], False, "half", 0)

GPIO.cleanup()

l'a fait!

Autres sites référencés

• TUTORIAL - How to control a bipoloar 4 wire stepper motor
• Raspberry PI L298N Dual H Bridge DC Motor
• Controlling Stepper Motors using Python with a Raspberry Pi