- Erforderliche Komponenten für Raspberry Pi Motor Driver HAT
- L293D Motortreiber-IC
- Schaltplan für Raspberry Pi Motor Driver HAT
- Herstellung einer Leiterplatte für Raspberry Pi Motor Driver HAT
- PCB bei PCBWay bestellen
- Zusammenbau der
- Raspberry Pi Setup
- Raspberry Pi Motor Driver Code Erläuterung
- Testen des Raspberry Pi Motor Driver HAT
Ein Raspberry Pi HAT ist ein Zusatzboard für Raspberry Pi mit den gleichen Abmessungen wie Pi. Es kann direkt auf den Raspberry Pi passen und benötigt keine weiteren Verbindungen. Es gibt viele Raspberry Pi HATs auf dem Markt. In diesem Tutorial bauen wir einen Raspberry Pi Motor Driver HAT zum Antrieb von Gleichstrom- und Schrittmotoren. Dieser Motortreiber-HAT besteht aus einem L293D-Motortreiber-IC, einem 16 * 2-LCD-Anzeigemodul, vier Drucktasten und zusätzlichen Stiften für das SIM800-Modul mit einem 3,3-V-Regler. Dieser Raspberry Pi HAT wird beim Erstellen eines Roboterprojekts nützlich sein.
Hier haben wir PCBWay verwendet, um die Leiterplatten für dieses Projekt bereitzustellen. In den folgenden Abschnitten des Artikels haben wir das gesamte Verfahren zum Entwerfen, Bestellen und Zusammenbauen der Leiterplatten für Raspberry pi Motor Driver HAT beschrieben. In unseren vorherigen Projekten haben wir auch Raspberry Pi Hat für 16x2 LCD und Raspberry Pi LoRa HAT gebaut.
Erforderliche Komponenten für Raspberry Pi Motor Driver HAT
- Himbeer-Pi
- L293D IC
- 4 × Drucktasten
- SMD-Widerstände (1 × 10 K, 12 × 1 K)
- 1 × 10K Potentiometer
- 4 × SMD-LEDs
- Spannungsregler LM317
- 2 × Schraubklemmen
- 16 * 2 LCD-Modul
L293D Motortreiber-IC
Der L293D ist ein beliebter 16-Pin-Motortreiber-IC. Wie der Name schon sagt, werden damit unipolare, bipolare Schrittmotoren, Gleichstrommotoren oder sogar Servomotoren gesteuert. Ein einzelner L293D-IC kann zwei Gleichstrommotoren gleichzeitig antreiben. Auch die Drehzahl und Richtung dieser beiden Motoren können unabhängig voneinander gesteuert werden. Dieser IC wird mit zwei Stromeingangspins geliefert, dh 'Vcc1' und 'Vcc2'. Vcc1 wird zum Versorgen der internen Logikschaltung verwendet, die 5 V betragen sollte, und Vcc2-Pin dient zum Versorgen der Motoren, die 4,5 V bis 36 V betragen können.
L293D Technische Daten:
- Motorspannung Vcc2 (Vs): 4,5 V bis 36 V.
- Maximaler Motorspitzenstrom: 1,2A
- Maximaler kontinuierlicher Motorstrom: 600 mA
- Versorgungsspannung an Vcc1 (VSS): 4,5 V bis 7 V.
- Übergangszeit: 300 ns (bei 5 V und 24 V)
- Automatische thermische Abschaltung ist verfügbar
Schaltplan für Raspberry Pi Motor Driver HAT
Das vollständige schematische Diagramm für den L293D-Motortreiber mit Raspberry Pi ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Das Schema wurde mit EasyEDA gezeichnet.
Dieser HAT besteht aus dem L293D-Motortreiber-IC, einem 16 * 2-LCD-Anzeigemodul und vier Drucktasten. Wir haben auch Pins für das SIM800-Modul mit einem 3,3-V-Regler geliefert, der für zukünftige Projekte mit dem variablen Regler LM317 entwickelt wurde. Der Raspberry Pi Motor Driver HAT sitzt direkt auf dem Raspberry Pi und erleichtert so die Steuerung von Robotern mit Raspberry Pi.
Herstellung einer Leiterplatte für Raspberry Pi Motor Driver HAT
Sobald der Schaltplan fertig ist, können wir mit dem Auslegen der Leiterplatte fortfahren. Sie können die Leiterplatte mit jeder Leiterplatten-Software Ihrer Wahl entwerfen. Wir haben EasyEDA verwendet, um Leiterplatten für dieses Projekt herzustellen. Sie können jede Ebene (oben, unten, Oberseide, untere Seide usw.) der Leiterplatte anzeigen, indem Sie die Ebene im Fenster "Ebenen" auswählen. Abgesehen davon wird auch eine 3D-Modellansicht der Leiterplatte bereitgestellt, wie sie nach der Herstellung aussehen würde. Unten sehen Sie die 3D-Modellansichten der oberen und unteren Schicht der Pi Motor Driver HAT-Platine.
Das PCB-Layout für die obige Schaltung kann auch als Gerber über den unten angegebenen Link heruntergeladen werden:
- Gerber-Datei für Raspberry Pi Motor Driver HAT
PCB bei PCBWay bestellen
Nach Abschluss des Entwurfs können Sie mit der Bestellung der Leiterplatte fortfahren:
Schritt 1: Rufen Sie https://www.pcbway.com/ auf und melden Sie sich an, wenn Sie zum ersten Mal hier sind. Geben Sie dann auf der Registerkarte PCB Prototype die Abmessungen Ihrer Leiterplatte, die Anzahl der Schichten und die Anzahl der benötigten Leiterplatten ein.
Schritt 2: Klicken Sie auf die Schaltfläche "Jetzt zitieren". Sie werden zu einer Seite weitergeleitet, auf der Sie einige zusätzliche Parameter wie den Platinentyp, die Schichten, das Material für die Leiterplatte, die Dicke und mehr festlegen können. Die meisten davon sind standardmäßig ausgewählt. Wenn Sie sich jedoch für bestimmte Parameter entscheiden, können Sie diese hier auswählen.
Schritt 3: Der letzte Schritt besteht darin, die Gerber-Datei hochzuladen und mit der Zahlung fortzufahren. Um sicherzustellen, dass der Prozess reibungslos verläuft, überprüft PCBWAY, ob Ihre Gerber-Datei gültig ist, bevor Sie mit der Zahlung fortfahren. Auf diese Weise können Sie sicher sein, dass Ihre Leiterplatte herstellungsfreundlich ist und Sie als engagiert erreicht.
Zusammenbau der
Nach ein paar Tagen erhielten wir unsere Leiterplatte in einer ordentlichen Verpackung und die Leiterplattenqualität war wie immer gut. Die oberste und die unterste Schicht der Platine sind unten dargestellt:
Nachdem Sie sichergestellt haben, dass die Spuren und Fußabdrücke korrekt sind. Ich fuhr mit dem Zusammenbau der Leiterplatte fort. Das Bild hier zeigt, wie die vollständig gelötete Platine aussieht.
Raspberry Pi Setup
Bevor wir den Raspberry Pi programmieren, müssen wir die erforderlichen Bibliotheken installieren. Aktualisieren Sie dazu zunächst das Raspberry Pi-Betriebssystem mit den folgenden Befehlen:
Sudo apt-get Update Sudo apt-get Upgrade
Installieren Sie nun die Adafruit_CharLCD-Bibliothek für das LCD-Modul. Diese Bibliothek ist für Adafruit-LCD-Karten gedacht, funktioniert aber auch mit LCD-Karten anderer Marken.
sudo pip3 installiert Adafruit-CharLCD
Raspberry Pi Motor Driver Code Erläuterung
Hier in diesem Projekt programmieren wir den Raspberry Pi so, dass zwei Gleichstrommotoren in zwei Sekunden gleichzeitig in Vorwärts-, Rückwärts-, Links- und Rechtsrichtung angetrieben werden. Die Richtung der Motoren wird auf dem LCD angezeigt. Der vollständige Code ist am Ende des Dokuments angegeben. Hier erklären wir einige wichtige Teile des Codes.
Starten Sie den Code wie gewohnt, indem Sie alle erforderlichen Bibliotheken importieren. Das RPi.GPIO-Modul wird verwendet, um mit Python auf die GPIO-Pins zuzugreifen. Die Modul Zeit wird verwendet, um das Programm für eine vorgegebene Zeit zu unterbrechen.
Importieren Sie RPi.GPIO als GPIO Importzeit Import Board Importieren Sie Adafruit_CharLCD als LCD
Weisen Sie danach die GPIO-Pins für den L293D-Motortreiber-IC und das LCD-Display zu.
lcd_rs = 0 lcd_de = 5 lcd_d4 = 6 Motor1A = 4 Motor1B = 17 Motor1E = 12
Stellen Sie nun die 6 Motorstifte als Ausgangsstifte ein. Die nächsten vier sind die Ausgangspins, von denen die ersten beiden zur Steuerung des rechten Motors und die nächsten beiden für den linken Motor verwendet werden. Die nächsten beiden Pins sind Enable-Pins für rechte und linke Motoren.
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)
Bewegen Sie die beiden Gleichstrommotoren innerhalb der while-Schleife im Abstand von zwei Sekunden gleichzeitig in Vorwärts-, Rückwärts-, Links- und Rechtsrichtung.
GPIO.output (Motor1A, 0) GPIO.output (Motor1B, 0) GPIO.output (Motor2A, 1) GPIO.output (Motor2B, 0) lcd.message ('Left') print ("Left") sleep (2) # GPIO.output vorwärts (Motor1A, 1) GPIO.output (Motor1B, 0) GPIO.output (Motor2A, 1) GPIO.output (Motor2B, 0) lcd.message ('Forward') print ("Forward") …… ………………………………
Testen des Raspberry Pi Motor Driver HAT
Wenn Sie mit dem Zusammenbau der Platine fertig sind, montieren Sie den Motortreiber HAT auf Raspberry Pi und starten Sie den Code. Wenn alles in Ordnung ist, bewegen sich die an Raspberry Pi angeschlossenen Gleichstrommotoren alle zwei Sekunden gleichzeitig in Links-, Vorwärts-, Rechts- und Rückwärtsrichtung, und die Motorrichtung wird auf dem LCD-Display angezeigt.
So können Sie Ihren eigenen L293D Raspberry Pi Motor Driver HAT bauen. Der vollständige Code und das Arbeitsvideo des Projekts sind unten angegeben. Ich hoffe, Ihnen hat das Projekt gefallen und Sie fanden es interessant, Ihr eigenes zu bauen. Wenn Sie Fragen haben, hinterlassen Sie diese bitte im Kommentarbereich unten.