Καπέλο οδηγού Diy raspberry pi

Το Raspberry Pi HAT είναι ένα πρόσθετο για το Raspberry Pi με τις ίδιες διαστάσεις με το Pi. Μπορεί να χωρέσει απευθείας στην κορυφή του Raspberry Pi και δεν απαιτεί περαιτέρω συνδέσεις. Υπάρχουν πολλά καπέλα Raspberry Pi διαθέσιμα στην αγορά. Σε αυτό το σεμινάριο, πρόκειται να δημιουργήσουμε ένα HAT προγράμματος οδήγησης Raspberry Pi Motor για να οδηγήσουμε κινητήρες DC και Stepper. Αυτό το HAT οδηγού κινητήρα αποτελείται από ένα IC οδηγού κινητήρα L293D, 16 * 2 LCD Display Module, τέσσερα κουμπιά και επιπλέον ακίδες για SIM800 Module με ρυθμιστή 3.3V. Αυτό το Raspberry Pi HAT θα είναι χρήσιμο κατά την κατασκευή ενός ρομποτικού έργου.

Εδώ, χρησιμοποιήσαμε το PCBWay για να παρέχουμε τις πλακέτες PCB για αυτό το έργο. Στις ακόλουθες ενότητες του άρθρου, έχουμε καλύψει την πλήρη διαδικασία σχεδιασμού, παραγγελίας και συναρμολόγησης των πλακέτων PCB για το Raspberry pi Motor Driver HAT. Έχουμε επίσης κατασκευάσει Raspberry Pi Hat για 16x2 LCD και Raspberry Pi LoRa HAT στα προηγούμενα έργα μας.

Απαιτούμενα στοιχεία για το HAT προγράμματος οδήγησης Raspberry Pi Motor

• Raspberry Pi
• L293D IC
• 4 × κουμπιά
• Αντιστάσεις SMD (1 × 10K, 12 × 1K)
• Ποτενσιόμετρο 1 × 10K
• 4 × SMD LED
• Ρυθμιστής τάσης LM317
• 2 × Ακροδέκτες βίδας
• Μονάδα LCD 16 * 2

L293D Πρόγραμμα οδήγησης κινητήρα IC

Το L293D είναι ένα δημοφιλές IC 16-Pin Motor Driver. Όπως υποδηλώνει το όνομα, χρησιμοποιείται για τον έλεγχο μονοπολικών, διπολικών βηματικών κινητήρων, κινητήρων DC ή ακόμα και σερβο κινητήρων. Ένα ενιαίο L293D IC μπορεί να οδηγήσει δύο κινητήρες DC ταυτόχρονα. Επίσης, η ταχύτητα και η κατεύθυνση αυτών των δύο κινητήρων μπορούν να ελεγχθούν ανεξάρτητα. Αυτό το IC έρχεται με δύο ακίδες εισόδου ισχύος, δηλαδή «Vcc1» και «Vcc2». Το Vcc1 χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του εσωτερικού λογικού κυκλώματος που θα πρέπει να είναι 5V και ο πείρος Vcc2 είναι για την τροφοδοσία των κινητήρων που μπορούν να είναι 4,5V έως 36V.

Προδιαγραφές L293D:

• Τάση κινητήρα Vcc2 (Vs): 4,5V έως 36V
• Μέγιστο μέγιστο ρεύμα κινητήρα: 1.2A
• Μέγιστο συνεχές ρεύμα κινητήρα: 600mA
• Τάση τροφοδοσίας σε Vcc1 (VSS): 4,5V έως 7V
• Χρόνος μετάβασης: 300ns (στα 5V και 24V)
• Διατίθεται αυτόματο θερμικό κλείσιμο

Διάγραμμα κυκλώματος για Raspberry Pi Motor Driver HAT

Το πλήρες σχηματικό διάγραμμα για το L293D Motor Driver με Raspberry Pi φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Το σχηματικό σχεδιάστηκε χρησιμοποιώντας το EasyEDA.

Αυτό το HAT αποτελείται από το L293D Motor Driver IC, 16 * 2 LCD Display Module και τέσσερα κουμπιά. Έχουμε επίσης παράσχει καρφίτσες για το SIM800 Module με έναν ρυθμιστή 3.3V που έχει σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας τον ρυθμιστή μεταβλητής LM317 για μελλοντικά έργα. Το Raspberry Pi Motor Driver HAT θα κάθεται απευθείας στο Raspberry Pi, διευκολύνοντας τον έλεγχο των ρομπότ χρησιμοποιώντας το Raspberry Pi.

Κατασκευή PCB για Raspberry Pi Motor Driver HAT

Μόλις ολοκληρωθεί το σχηματικό σχήμα, μπορούμε να προχωρήσουμε στην τοποθέτηση του PCB. Μπορείτε να σχεδιάσετε το PCB χρησιμοποιώντας οποιοδήποτε λογισμικό PCB της επιλογής σας. Χρησιμοποιήσαμε το EasyEDA για την κατασκευή PCB για αυτό το έργο. Μπορείτε να δείτε οποιοδήποτε στρώμα (Top, Bottom, Topsilk, bottomsilk κ.λπ.) του PCB επιλέγοντας το επίπεδο από το παράθυρο "Layers". Εκτός από αυτό, παρέχεται επίσης μια τρισδιάστατη εικόνα του PCB σχετικά με τον τρόπο εμφάνισης μετά την κατασκευή. Ακολουθούν οι προβολές 3D μοντέλου του επάνω στρώματος και του κάτω στρώματος του Pi Motor Driver HAT PCB.

Η διάταξη PCB για το παραπάνω κύκλωμα είναι επίσης διαθέσιμη για λήψη ως Gerber από τον παρακάτω σύνδεσμο:

• Αρχείο Gerber για το Raspberry Pi Motor Driver HAT

Παραγγελία PCB από PCBWay

Μετά την ολοκλήρωση του σχεδιασμού, μπορείτε να προχωρήσετε στην παραγγελία του PCB:

Βήμα 1: Μπείτε στο https://www.pcbway.com/, εγγραφείτε εάν αυτή είναι η πρώτη σας φορά. Στη συνέχεια, στην καρτέλα Πρωτότυπο PCB, εισαγάγετε τις διαστάσεις του PCB σας, τον αριθμό των επιπέδων και τον αριθμό των PCB που χρειάζεστε.

Βήμα 2: Συνεχίστε κάνοντας κλικ στο κουμπί «Προσφορά τώρα». Θα μεταφερθείτε σε μια σελίδα όπου θα ορίσετε μερικές επιπλέον παραμέτρους όπως τον τύπο πίνακα, τα επίπεδα, το υλικό για PCB, το πάχος και άλλα. Τα περισσότερα από αυτά επιλέγονται από προεπιλογή, αλλά εάν επιλέγετε συγκεκριμένες παραμέτρους, μπορείτε να τις επιλέξετε εδώ.

Βήμα 3: Το τελευταίο βήμα είναι να ανεβάσετε το αρχείο Gerber και να προχωρήσετε στην πληρωμή. Για να βεβαιωθείτε ότι η διαδικασία είναι ομαλή, το PCBWAY επαληθεύει εάν το αρχείο Gerber είναι έγκυρο πριν προχωρήσετε στην πληρωμή. Με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε να είστε σίγουροι ότι το PCB σας είναι φιλικό στην κατασκευή και θα σας φτάσει ως δεσμευμένο.

Συναρμολόγηση του

Μετά από λίγες ημέρες, λάβαμε το PCB μας σε ένα τακτοποιημένο πακέτο και η ποιότητα του PCB ήταν καλή όπως πάντα. Το άνω στρώμα και το κάτω στρώμα του πίνακα φαίνονται παρακάτω:

Αφού βεβαιωθείτε ότι τα ίχνη και τα ίχνη ήταν σωστά. Προχώρησα στη συναρμολόγηση του PCB. Η εικόνα εδώ δείχνει πώς μοιάζει η εντελώς κολλημένη σανίδα.

Ρύθμιση Raspberry Pi

Πριν προγραμματίσουμε το Raspberry Pi, πρέπει να εγκαταστήσουμε τις απαιτούμενες βιβλιοθήκες. Για αυτό, πρώτα, ενημερώστε το Raspberry Pi OS χρησιμοποιώντας τις παρακάτω εντολές:

Sudo apt-get update Sudo apt-get αναβάθμιση

Τώρα εγκαταστήστε τη βιβλιοθήκη Adafruit_CharLCD για τη μονάδα LCD. Αυτή η βιβλιοθήκη προορίζεται για πίνακες LCD Adafruit, αλλά λειτουργεί επίσης και με άλλες πλακέτες LCD επωνυμίας.

sudo pip3 εγκαταστήστε το Adafruit-CharLCD

Επεξήγηση κωδικού προγράμματος οδήγησης Raspberry Pi Motor

Εδώ σε αυτό το έργο, προγραμματίζουμε το Raspberry Pi για να οδηγήσουμε δύο κινητήρες DC στην κατεύθυνση Εμπρός, Αντίστροφη, Αριστερά και Δεξιά ταυτόχρονα σε διάστημα δύο δευτερολέπτων. Η κατεύθυνση των κινητήρων θα εμφανίζεται στην οθόνη LCD. Ο πλήρης κωδικός δίνεται στο τέλος του εγγράφου. Εδώ, εξηγούμε ορισμένα σημαντικά μέρη του κώδικα.

Ως συνήθως, ξεκινήστε τον κωδικό εισάγοντας όλες τις απαιτούμενες βιβλιοθήκες. Η μονάδα RPi.GPIO χρησιμοποιείται για πρόσβαση στις καρφίτσες GPIO χρησιμοποιώντας το Python. Ο χρόνος λειτουργικής μονάδας χρησιμοποιείται για παύση του προγράμματος για προκαθορισμένο χρόνο.

εισαγωγή RPi.GPIO ως GPIO εισαγωγή χρόνου εισαγωγής πίνακα εισαγωγής Adafruit_CharLCD ως LCD

Μετά από αυτό, αντιστοιχίστε τις ακίδες GPIO για την οθόνη IC και LCD του οδηγού κινητήρα L293D.

lcd_rs = 0 lcd_en = 5 lcd_d4 = 6 Motor1A = 4 Motor1B = 17 Motor1E = 12

Τώρα, ορίστε τους 6 ακροδέκτες κινητήρα ως ακίδες εξόδου. Οι επόμενες τέσσερις είναι οι ακίδες εξόδου από τις οποίες οι δύο πρώτες χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο του δεξιού κινητήρα και οι επόμενες δύο για τον αριστερό κινητήρα. Οι επόμενες δύο ακίδες είναι Ενεργοποίηση ακίδων για δεξί και αριστερό μοτέρ.

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)

Μέσα στο βρόχο while, μετακινήστε τους δύο κινητήρες DC στην κατεύθυνση Εμπρός, Αντίστροφη, Αριστερά και Δεξιά ταυτόχρονα σε διάστημα δύο δευτερολέπτων.

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")…… ………………………………

Δοκιμή του HAT του προγράμματος οδήγησης Raspberry Pi

Μόλις ολοκληρώσετε τη συναρμολόγηση του PCB, τοποθετήστε τον οδηγό κινητήρα HAT στο Raspberry Pi και ξεκινήστε τον κωδικό. Αν όλα πάνε καλά, οι κινητήρες DC που είναι συνδεδεμένοι στο Raspberry Pi κινούνται ταυτόχρονα προς τα αριστερά, προς τα εμπρός, δεξιά και αντίστροφα κάθε δύο δευτερόλεπτα και η κατεύθυνση του κινητήρα θα εμφανίζεται στην οθόνη LCD.

Έτσι μπορείτε να δημιουργήσετε το δικό σας L293D Raspberry Pi Motor Driver HAT. Ο πλήρης κωδικός και το βίντεο εργασίας του έργου δίνονται παρακάτω. Ελπίζω να σας άρεσε το έργο και βρήκατε ενδιαφέρον να δημιουργήσετε το δικό σας. Εάν έχετε απορίες, αφήστε τις στην παρακάτω ενότητα σχολίων.