.. note:: こんにちは、SunFounderのRaspberry Pi & Arduino & ESP32愛好家コミュニティへようこそ！Facebook上でRaspberry Pi、Arduino、ESP32についてもっと深く掘り下げ、他の愛好家と交流しましょう。 **参加する理由は？** - **エキスパートサポート**：コミュニティやチームの助けを借りて、販売後の問題や技術的な課題を解決します。 - **学び＆共有**：ヒントやチュートリアルを交換してスキルを向上させましょう。 - **独占的なプレビュー**：新製品の発表や先行プレビューに早期アクセスしましょう。 - **特別割引**：最新製品の独占割引をお楽しみください。 - **祭りのプロモーションとギフト**：ギフトや祝日のプロモーションに参加しましょう。 👉 私たちと一緒に探索し、創造する準備はできていますか？[|link_sf_facebook|]をクリックして今すぐ参加しましょう！ 1.3.1 モーター =============== 前書き ----------------- このレッスンでは、L293Dを使用してDCモーターを駆動し、時計回りと反時計回りに回転させる方法を学習する。 安全上の理由で、DCモーターは大電流を必要とするため、ここでは電源モジュールを使用してモーターに電力を供給する。 部品 ----------- .. image:: media/list_1.3.1.png 原理 --------- **L293D** L293Dは、高電圧と高電流のチップで統合された4チャネルモータードライバーである。 標準のDTL、TTLロジックレベルに接続し、誘導負荷（リレーコイル、DC、ステッピングモーターなど）およびパワースイッチングトランジスタなどを駆動するように設計される。 DCモーターは、DC電気エネルギーを機械エネルギーに変換するデバイスである。それらは、優れた速度調整性能の利点により、電気駆動装置で広く使用されている。 ピンの図については、以下の図を参照してください。L293Dには、電源用の2つのピン（Vcc1とVcc2）がある。Vcc2はモーターに電力を供給し、Vcc1はチップに電力を供給するために使用される。 ここでは小型のDCモーターが使用されているため、両方のピンを+ 5Vに接続してください。 .. image:: media/image111.png 以下はL293Dの内部構造である。ピンENはイネーブルピンであり、高レベルでのみ機能する。Aは入力を表し、Yは出力を表す。それらの間の関係は右下に見ることができる。 ピンENがHighレベルのとき、AがHighの場合、YはHighレベルを出力する。AがLowの場合、YはLowレベルを出力する。ピンENがLowレベルの場合、L293Dは機能しない。 .. image:: media/image334.png **DCモーター** .. image:: media/image114.jpeg これは5V DCモーターである。銅板の2つの端子に1つの高レベルと1つの低レベルを与えると回転する。便宜上、ピンを溶接することができる。 .. image:: media/image335.png **電源モジュール** この実験では、特に起動時と停止時にモーターを駆動するために大きな電流が必要である。 これは、Raspberry Piの通常の動作を大幅に妨害する可能性がある。そのため、このモジュールによってモーターに個別に電力を供給し、安全かつ着実に動作させる。 ブレッドボードに差し込むだけで電力を供給できる。3.3Vと5Vの電圧を提供し、付属のジャンパーキャップを介してどちらでも接続できる。 .. image:: media/image115.png 回路図 ------------------ 電源モジュールをブレッドボードに差し込み、ジャンパーキャップを5Vのピンに挿入すると、5Vの電圧が出力される。L293Dのピン1をGPIO22に接続し、それを高レベルに設定する。 ピン2をGPIO27に、ピン7をGPIO17に接続し、一方のピンをhighに、もう一方のピンをhighに設定する。したがって、モーターの回転方向を変更できる。 .. image:: media/image336.png 実験手順 -------------------------- ステップ1： 回路を作る。 .. image:: img/1.3.1.png :width: 800 .. note:: 電源モジュールはキットの9Vバッテリーバックルで9Vバッテリーを適用できる。電源モジュールのジャンパキャップをブレッドボードの5Vバスストリップに挿入する。 .. image:: media/image118.jpeg C言語ユーザー向け ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ステップ2： コードのフォルダーに入る。 .. raw:: html .. code-block:: cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/1.3.1/ ステップ3： コンパイルする。 .. raw:: html .. code-block:: gcc 1.3.1_Motor.c -lwiringPi ステップ4： EXEファイルを実行する。 .. raw:: html .. code-block:: sudo ./a.out コードが実行されると、モーターは最初に5秒間時計回りに回転し、それから5秒間停止し、その後5秒間反時計回りに回転してから5秒間停止する。この一連の動作は繰り返し実行される。 **コード** .. code-block:: c #include #include #define MotorPin1 0 #define MotorPin2 2 #define MotorEnable 3 int main(void){ int i; if(wiringPiSetup() == -1){ //when initialize wiring failed, print messageto screen 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; } **コードの説明** .. code-block:: c digitalWrite(MotorEnable, HIGH); L239Dを有効にする。 .. code-block:: c digitalWrite(MotorPin1, HIGH); digitalWrite(MotorPin2, LOW); 2A（ピン7）に高レベルを設定する。1,2EN（ピン1）は高レベルなので、2Yは高レベルを出力する。 1Aに低レベルを設定すると、1Yが低レベルを出力し、モーターが回転する。 .. code-block:: c for(i=0;i<3;i++){ delay(1000); } このループは3 * 1000ms遅延する。 .. code-block:: c digitalWrite(MotorEnable, LOW) 1,2EN（ピン1）が低レベルの場合、L293Dは機能しない。モーターが回転を停止する。 .. code-block:: c digitalWrite(MotorPin1, LOW) digitalWrite(MotorPin2, HIGH) モーターの電流を逆にすると、モーターが逆回転する。 Python言語ユーザー向け ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ステップ2： コードのフォルダーに入る。 .. raw:: html .. code-block:: cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python ステップ3： 実行する。 .. raw:: html .. code-block:: sudo python3 1.3.1_Motor.py コードが実行されると、モーターは最初に5秒間時計回りに回転し、それから5秒間停止し、その後5秒間反時計回りに回転してから5秒間停止する。この一連の動作は繰り返し実行される。 **コード** .. note:: 以下のコードを **変更/リセット/コピー/実行/停止** できます。 ただし、その前に、 ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python`` のようなソースコードパスに移動する必要があります。 .. raw:: html .. code-block:: python import RPi.GPIO as GPIO import time dhtPin = 17 GPIO.setmode(GPIO.BCM) MAX_UNCHANGE_COUNT = 100 STATE_INIT_PULL_DOWN = 1 STATE_INIT_PULL_UP = 2 STATE_DATA_FIRST_PULL_DOWN = 3 STATE_DATA_PULL_UP = 4 STATE_DATA_PULL_DOWN = 5 def readDht11(): GPIO.setup(dhtPin, GPIO.OUT) GPIO.output(dhtPin, GPIO.HIGH) time.sleep(0.05) GPIO.output(dhtPin, GPIO.LOW) time.sleep(0.02) GPIO.setup(dhtPin, GPIO.IN, GPIO.PUD_UP) unchanged_count = 0 last = -1 data = [] while True: current = GPIO.input(dhtPin) data.append(current) if last != current: unchanged_count = 0 last = current else: unchanged_count += 1 if unchanged_count > MAX_UNCHANGE_COUNT: break state = STATE_INIT_PULL_DOWN lengths = [] current_length = 0 for current in data: current_length += 1 if state == STATE_INIT_PULL_DOWN: if current == GPIO.LOW: state = STATE_INIT_PULL_UP else: continue if state == STATE_INIT_PULL_UP: if current == GPIO.HIGH: state = STATE_DATA_FIRST_PULL_DOWN else: continue if state == STATE_DATA_FIRST_PULL_DOWN: if current == GPIO.LOW: state = STATE_DATA_PULL_UP else: continue if state == STATE_DATA_PULL_UP: if current == GPIO.HIGH: current_length = 0 state = STATE_DATA_PULL_DOWN else: continue if state == STATE_DATA_PULL_DOWN: if current == GPIO.LOW: lengths.append(current_length) state = STATE_DATA_PULL_UP else: continue if len(lengths) != 40: #print ("Data not good, skip") return False shortest_pull_up = min(lengths) longest_pull_up = max(lengths) halfway = (longest_pull_up + shortest_pull_up) / 2 bits = [] the_bytes = [] byte = 0 for length in lengths: bit = 0 if length > halfway: bit = 1 bits.append(bit) #print ("bits: %s, length: %d" % (bits, len(bits))) for i in range(0, len(bits)): byte = byte << 1 if (bits[i]): byte = byte | 1 else: byte = byte | 0 if ((i + 1) % 8 == 0): the_bytes.append(byte) byte = 0 #print (the_bytes) checksum = (the_bytes[0] + the_bytes[1] + the_bytes[2] + the_bytes[3]) & 0xFF if the_bytes[4] != checksum: #print ("Data not good, skip") return False return the_bytes[0], the_bytes[2] def main(): while True: result = readDht11() if result: humidity, temperature = result print ("humidity: %s %%, Temperature: %s C`" % (humidity, temperature)) time.sleep(1) def destroy(): GPIO.cleanup() if __name__ == '__main__': try: main() except KeyboardInterrupt: destroy() **コードの説明** .. code-block:: python def motor(direction): # Clockwise if direction == 1: # Set direction GPIO.output(MotorPin1, GPIO.HIGH) GPIO.output(MotorPin2, GPIO.LOW) # Enable the motor GPIO.output(MotorEnable, GPIO.HIGH) print ("Clockwise") ... 変数が ``direction`` である関数 ``motor()`` を作成する。 ``direction = 1`` の条件が満たされると、モーターは時計回りに回転する。 ``direction = -1`` の場合、モーターは反時計回りに回転する。 そして、 ``direction = 0`` の条件下では、回転を停止する。 .. code-block:: python def main(): # Define a dictionary to make the script more readable # CW as clockwise, CCW as counterclockwise, STOP as stop directions = {'CW': 1, 'CCW': -1, 'STOP': 0} while True: # Clockwise motor(directions['CW']) time.sleep(5) # Stop motor(directions['STOP']) time.sleep(5) # Anticlockwise motor(directions['CCW']) time.sleep(5) # Stop motor(directions['STOP']) time.sleep(5) ``main()`` 関数で、CWが1、CCWの値が-1、0がStopを指す配列 ``directions[]`` を作成する。 コードが実行されると、モーターは最初に5秒間時計回りに回転し、それから5秒間停止し、その後5秒間反時計回りに回転してから5秒間停止する。この一連の動作は繰り返し実行される。 これで、モーターブレードが回転していることが分かる。 現象画像 ------------------ .. image:: media/image119.jpeg