.. note::

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1.3.1 Motor
=============

Introducción
------------

En esta lección, aprenderemos a usar el L293D para controlar un motor de 
corriente continua (DC) y hacer que gire en sentido horario y antihorario. 
Como el motor DC requiere una corriente mayor, utilizaremos el módulo de 
alimentación para proporcionar energía al motor de forma segura.

Componentes
-------------

.. image:: img/list_1.3.1.png

Principio
-----------

**L293D**

El L293D es un chip controlador de motores de 4 canales que soporta altos 
voltajes y corrientes elevadas. Está diseñado para conectarse a niveles 
lógicos estándar DTL y TTL, y puede manejar cargas inductivas (como bobinas 
de relés, motores DC, motores paso a paso) y transistores de conmutación de 
potencia. Los motores DC convierten la energía eléctrica en energía mecánica 
y son ampliamente utilizados en sistemas de accionamiento eléctrico debido a 
su excelente capacidad de regulación de velocidad.

Observa la siguiente figura de los pines. El L293D tiene dos pines de 
alimentación (Vcc1 y Vcc2). Vcc2 se usa para alimentar el motor, mientras que 
Vcc1 alimenta el chip. Aquí se utiliza un motor DC de pequeño tamaño, por lo 
que ambos pines se conectan a +5V.

.. image:: img/image111.png

A continuación, se muestra la estructura interna del L293D. El pin EN es el 
pin de habilitación y solo funciona en nivel alto; A representa la entrada y 
Y la salida. Puedes ver la relación entre estos en la parte inferior derecha. 
Cuando el pin EN está en nivel alto, si A está en alto, Y proporciona nivel 
alto; si A está en bajo, Y proporciona nivel bajo. Cuando el pin EN está en 
bajo, el L293D no funciona.

.. image:: img/image334.png

**Motor DC**

.. image:: img/image114.jpeg

Este es un motor DC de 5V. Gira cuando los dos terminales de la lámina de cobre 
reciben uno nivel alto y otro bajo. Para facilitar la conexión, puedes soldar 
los pines al motor.

.. image:: img/image335.png

**Módulo de Alimentación**

En este experimento, se necesitan grandes corrientes para accionar el motor, 
especialmente al iniciar y detener, lo que puede interferir con el funcionamiento 
normal de la Raspberry Pi. Por lo tanto, utilizamos un módulo de alimentación 
separado para el motor, permitiendo que funcione de manera segura y estable.

Puedes conectarlo directamente en la protoboard para suministrar energía. 
Proporciona voltajes de 3.3V y 5V, que se pueden seleccionar mediante un jumper.

.. image:: img/image115.png

Diagrama de Conexión
--------------------

Conecta el módulo de alimentación en la protoboard e inserta el jumper en el 
pin de 5V para que emita una tensión de 5V. Conecta el pin 1 del L293D al GPIO22 
y configúralo en nivel alto. Conecta el pin 2 al GPIO27 y el pin 7 al GPIO17, 
luego configura un pin en alto y el otro en bajo para cambiar la dirección de 
rotación del motor.

.. image:: img/image336.png

Procedimiento Experimental
-----------------------------
**Paso 1:** Monta el circuito.

.. image:: img/1.3.1.png
    :width: 800

.. note::
    El módulo de alimentación puede utilizar una batería de 9V con el conector 
    de batería de 9V incluido en el kit. Inserta el jumper del módulo de 
    alimentación en el bus de 5V de la protoboard.

.. image:: img/image118.jpeg


Para Usuarios de Lenguaje C
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**Paso 2:** Accede a la carpeta del código.

.. raw:: html

    <run></run>
    
.. code-block::

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/1.3.1/

**Paso 3:** Compila el código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 1.3.1_Motor.c -lwiringPi

**Paso 4:** Ejecuta el archivo ejecutable.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Cuando el código se ejecute, el motor primero girará en sentido horario 
durante 5 segundos, luego se detendrá durante 5 segundos, después girará 
en sentido antihorario durante 5 segundos y, posteriormente, se detendrá 
otros 5 segundos. Esta secuencia de acciones se repetirá continuamente.

.. note::

    Si no funciona después de ejecutarlo o aparece un mensaje de error: \"wiringPi.h: No such file or directory\", consulta :ref:`c code is not working?`.
**Código**

.. code-block:: c

    #include <wiringPi.h>
    #include <stdio.h>

    #define MotorPin1       0
    #define MotorPin2       2
    #define MotorEnable     3

    int main(void){
        int i;
        if(wiringPiSetup() == -1){ //si falla la inicialización de wiringPi, imprime mensaje en pantalla
            printf("setup wiringPi failed !");
            return 1;
        }
        
        pinMode(MotorPin1, OUTPUT);
        pinMode(MotorPin2, OUTPUT);
        pinMode(MotorEnable, OUTPUT);
        while(1){
            printf("Clockwise\n");
            delay(100);
            digitalWrite(MotorEnable, HIGH);
            digitalWrite(MotorPin1, HIGH);
            digitalWrite(MotorPin2, LOW);
            for(i=0;i<3;i++){
                delay(1000);
            }

            printf("Stop\n");
            delay(100);
            digitalWrite(MotorEnable, LOW);
            for(i=0;i<3;i++){
                delay(1000);
            }

            printf("Anti-clockwise\n");
            delay(100);
            digitalWrite(MotorEnable, HIGH);
            digitalWrite(MotorPin1, LOW);
            digitalWrite(MotorPin2, HIGH);
            for(i=0;i<3;i++){
                delay(1000);
            }

            printf("Stop\n");
            delay(100);
            digitalWrite(MotorEnable, LOW);
            for(i=0;i<3;i++){
                delay(1000);
            }
        }
        return 0;
    }

**Explicación del Código**

.. code-block:: c

    digitalWrite(MotorEnable, HIGH);

Habilita el L239D.

.. code-block:: c

    digitalWrite(MotorPin1, HIGH);
    digitalWrite(MotorPin2, LOW);

Configura un nivel alto para 2A (pin 7); dado que 1,2EN (pin 1) está en 
nivel alto, 2Y emitirá nivel alto.

Configura un nivel bajo para 1A; entonces, 1Y emitirá nivel bajo, y 
el motor girará.

.. code-block:: c

    for(i=0;i<3;i++){
    delay(1000);
    }

Este bucle es para generar una demora de 3*1000 ms.

.. code-block:: c

    digitalWrite(MotorEnable, LOW)

Si 1,2EN (pin 1) está en nivel bajo, el L293D no funciona. El motor deja de girar.

.. code-block:: c

    digitalWrite(MotorPin1, LOW)
    digitalWrite(MotorPin2, HIGH)

Invierte el flujo de corriente del motor, y el motor girará en sentido inverso.

Para Usuarios de Lenguaje Python
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**Paso 2**: Entra en la carpeta del código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python

**Paso 3**: Ejecuta el código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 1.3.1_Motor.py

Cuando se ejecuta el código, el motor primero gira en sentido horario 
durante 5 segundos, luego se detiene durante 5 segundos; después, gira 
en sentido antihorario durante 5 segundos, y finalmente se detiene nuevamente 
por 5 segundos. Esta serie de acciones se repetirá continuamente.  

**Código**

.. note::

    Puedes **Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener** el código a continuación. Pero antes de hacerlo, necesitas ir a la ruta del código fuente, como ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python``. 
    
.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3

    import RPi.GPIO as GPIO
    import time
    
    # Configuración de pines
    MotorPin1   = 17
    MotorPin2   = 27
    MotorEnable = 22
    
    def setup():
        # Configura el modo de numeración GPIO en BCM
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)
        # Configura los pines como salida
        GPIO.setup(MotorPin1, GPIO.OUT)
        GPIO.setup(MotorPin2, GPIO.OUT)
        GPIO.setup(MotorEnable, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
    
    # Define una función para hacer girar el motor
    # la dirección debe ser
    # 1(sentido horario), 0(detener), -1(sentido antihorario)
    def motor(direction):
        # Sentido horario
        if direction == 1:
            # Configura la dirección
            GPIO.output(MotorPin1, GPIO.HIGH)
            GPIO.output(MotorPin2, GPIO.LOW)
            # Habilita el motor
            GPIO.output(MotorEnable, GPIO.HIGH)
    		print ("Clockwise")
        # Sentido antihorario
        if direction == -1:
            # Configura la dirección
            GPIO.output(MotorPin1, GPIO.LOW)
            GPIO.output(MotorPin2, GPIO.HIGH)
            # Habilita el motor
            GPIO.output(MotorEnable, GPIO.HIGH)
    		print ("Counterclockwise")
        # Detener
        if direction == 0:
            # Desactiva el motor
            GPIO.output(MotorEnable, GPIO.LOW)
    		print ("Stop")
    
    def main():
    
        # Define un diccionario para hacer el script más legible
        # CW como sentido horario, CCW como sentido antihorario, STOP como detener
        directions = {'CW': 1, 'CCW': -1, 'STOP': 0}
        while True:
            # Sentido horario
            motor(directions['CW'])
            time.sleep(5)
            # Detener
            motor(directions['STOP'])
            time.sleep(5)
            # Sentido antihorario
            motor(directions['CCW'])
            time.sleep(5)
            # Detener
            motor(directions['STOP'])
            time.sleep(5)
    
    def destroy():
        # Detiene el motor
        GPIO.output(MotorEnable, GPIO.LOW)
        # Libera los recursos
        GPIO.cleanup()    
    
    # Si ejecutas este script directamente, haz:
    if __name__ == '__main__':
        setup()
        try:
            main()
        # Cuando se presiona 'Ctrl+C', se ejecutará el programa destroy().
        except KeyboardInterrupt:
            destroy()

**Explicación del Código**

.. code-block:: python

    def motor(direction):
        # Sentido horario
        if direction == 1:
            # Configura la dirección
            GPIO.output(MotorPin1, GPIO.HIGH)
            GPIO.output(MotorPin2, GPIO.LOW)
            # Habilita el motor
            GPIO.output(MotorEnable, GPIO.HIGH)
            print ("Clockwise")
    ...

Crea una función, **motor()**, cuyo parámetro es dirección. Cuando la
condición es dirección=1, el motor gira en sentido horario; si
dirección=-1, el motor gira en sentido antihorario; y cuando
dirección=0, se detiene.

.. code-block:: python

    def main():
        # Define un diccionario para hacer el script más legible
        # CW como sentido horario, CCW como sentido antihorario, STOP como detener
        directions = {'CW': 1, 'CCW': -1, 'STOP': 0}
        while True:
            # Sentido horario
            motor(directions['CW'])
            time.sleep(5)
            # Detener
            motor(directions['STOP'])
            time.sleep(5)
            # Sentido antihorario
            motor(directions['CCW'])
            time.sleep(5)
            # Detener
            motor(directions['STOP'])
            time.sleep(5)
        
En la función main(), crea un diccionario, directions[], en el cual CW
es igual a 1, CCW es -1, y el número 0 se refiere a Stop (detener).

Al ejecutarse el código, el motor primero gira en sentido horario durante 
5 segundos, luego se detiene durante 5 segundos; después, gira en sentido 
antihorario durante 5 segundos y finalmente se detiene nuevamente por 5 segundos. 
Esta serie de acciones se repetirá continuamente.

Ahora deberías ver la hélice del motor girando.

Imagen de Fenómeno
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.. image:: img/image119.jpeg