【自動運転#26】モータをPWMで制御する【ソフトウェアPart14】

2022年1月14日2024年10月13日

環境

Raspberry pi zero

エディターはラズパイに初めから付いている、Thonnyを使ってます。

今回は

以前、モータを回した時はモータをただ回す、止める、回す、止めるだけの制御だったので、

今回はPWM制御を使って、回転数を変えてみたいと思います。

部品

ピンソケット2種類
基板
モータドライバ
Raspberry Pi Zero
ジャンプワイヤー
モバイルバッテリ

PWM制御とは

PWM制御とは、Pulse Width Modulationの略で、日本語だと「パルス幅変調」と訳します。

これは、電力を制御する方法の1つで、ONとOFFを高速に繰り返すことによって、出力される電力を制御する方法です。

意味わかりませんね。

これができるとモータの速度が変えられるということです。

準備

モータドライバーの番号とラズパイGPIOと繋ぐ場所

なんとなくPWM制御のことがわかったところで、早速繋げましょう。

モータドライバ	端子名と機能	繋ぐ先
１番	GND	ラズパイGPIO39番
２番	OUT1　出力端子	モータの端子
３番	NC	何も繋げません。
４番	Vref　制御電源端子	モータドライバ8番と10kΩと繋いでます。
５番	IN1　入力端子	ラズパイGPIOピン13番
６番	IN2　入力端子	ラズパイGPIOピン15番
７番	VCC　ロジック側電源端子	ラズパイGPIOピン1番(3.3V)
８番	VS　出力側電源端子	ラズパイGPIOピン2番(5V)
９番	NC	何も繋げません。
１０番	OUT2　出力端子	モータの端子

*モータ端子はどちらに繋げてもいいです。
*ラズパイGPIOピン番号です。GPIOポート番号ではありませんのでご注意ください。

PWM制御でモータを回すプログラミングコード

続いて実際のコードを書きます。「”a” + enter 」で進む、「”s” + enter 」で止まる、「”d” + enter 」でバックするというプログラムです。”motor_pwm.py”という名前で保存しました。


import RPi.GPIO as GPIO
import sys

duty = 50 #ここの数値を変えると、モータの速さが変わります。

#GPIO初期設定
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(27, GPIO.OUT) #ラズパイGPIOピン13番
GPIO.setup(22, GPIO.OUT) #ラズパイGPIOピン15番

p1 = GPIO.PWM(27, 50) #ラズパイポート番号27, 50Hz
p2 = GPIO.PWM(22, 50) #ラズパイポート番号22, 50Hz
            
p1.start(0)
p2.start(0)

try:
    while True:
        #「a」キーが押されたら前進
        c = sys.stdin.read(1)
        if c == 'a':
            p1.ChangeDutyCycle(duty)
            p2.ChangeDutyCycle(0)
              
        #「d」キーが押されたら後退
        if c == 'd':
            p1.ChangeDutyCycle(0)
            p2.ChangeDutyCycle(duty)

        #「s」キーが押されたら止まる
        if c == 's':
            p1.ChangeDutyCycle(0)
            p2.ChangeDutyCycle(0)

except KeyboardInterrupt:
    pass

GPIO.cleanup()

４行目の”Duty”の値を変えると速度が変わります。

「a」を入力すると進みます。アクセルの「a」です。

「s」を入力すると止まります。ストップの「s」です。

「d」を入力するとバックします。キーボードの配列的に押しやすいので「d」にしました。