آموزش موتورهای استپر با رسپبریپای :
در این آموزش نشان میدهم که چگونه موتورهای استپر (پلهای) دوقطبی را روی
یک رسپبریپای در پایتون با استفاده از یک درایور استپ موتور DRV-8825 کنترل کنیم.
برای مثال بعدی، سوئیچی برای تغییر جهت میتواند به آموزش قبل افزوده شود.
یکی از ترمینالهای کلید به GPIO 16 میرود و ترمینال دیگر به زمین میرود.
یکی از مشکلات برنامه قبلی این است
که برای زمانبندی به روش sleep پایتون وابسته است که خیلی قابلاعتماد نیست. برای مثال بعدی،
از کتابخانه PiGPIO استفاده میکنم که سختافزاری را بر پایه زمانبندی PWM فراهم میکند.
قبل از استفاده، PigPIO daemon باید با استفاده از sudo pigiod مربوط به یک ترمینال شروع شود.
sudo pigpiod
قسمت اول کدی که در ادامه میآید مشابه مثال اول است. ترکیب بقیه قسمتها با استفاده
از کتابخانه PiGPIO اصلاحشده است. روش set_PWM_dutycycle برای تنظیم PWM dutycycle استفادهشده است.
این درصدی از پالس است که بالا و پایین است. مقدار 128، این را به 50% تنظیم میکند؛
بنابراین بخشهای روشن و خاموش چرخه مشابه هستند. روش set_PWM_frequency تعداد پالسها بر ثانیه را تنظیم میکند.
مقدار 500، فرکانس را 500 هرتز تنظیم میکند. یک حلقه while بینهایت سوئیچ را چک میکند و جهت را بهطور مناسب تغییر میدهد.
from time import sleep
import pigpio
DIR = 20 # Direction GPIO Pin
STEP = 21 # Step GPIO Pin
SWITCH = 16 # GPIO pin of switch
# Connect to pigpiod daemon
pi = pigpio.pi()
# Set up pins as an output
pi.set_mode(DIR, pigpio.OUTPUT)
pi.set_mode(STEP, pigpio.OUTPUT)
# Set up input switch
pi.set_mode(SWITCH, pigpio.INPUT)
pi.set_pull_up_down(SWITCH, pigpio.PUD_UP)
MODE = (14, 15, 18) # Microstep Resolution GPIO Pins
RESOLUTION = {‘Full’: (0, 0, 0),
‘Half’: (1, 0, 0),
‘1/4’: (0, 1, 0),
‘1/8’: (1, 1, 0),
‘1/16’: (0, 0, 1),
‘1/32’: (1, 0, 1)}
for i in range(3):
pi.write(MODE[i], RESOLUTION[‘Full’][i])
# Set duty cycle and frequency
pi.set_PWM_dutycycle(STEP, 128) # PWM 1/2 On 1/2 Off
pi.set_PWM_frequency(STEP, 500) # 500 pulses per second
try:
while True:
pi.write(DIR, pi.read(SWITCH)) # Set direction
sleep(.1)
except KeyboardInterrupt:
print (“\nCtrl-C pressed. Stopping PIGPIO and exiting…”)
finally:
pi.set_PWM_dutycycle(STEP, 0) # PWM off
pi.stop()
یک مشکل استفاده از PiGPIO set PWM frequency این است که این دستور به مقادیر خاص فرکانسی
در هر نرخ نمونهبرداری محدود است که بهطور خاص در جدول زیر آمده است:
شما میتوانید نرخ مشابه را با استفاده از گزینه پیکربندی S هنگام شروع PiGPIO daemon تغییر دهید.
نرخ نمونه پیشفرض 5 است که مقادیری بین 8000 و 10 هرتز دارد (ردیف سبزرنگ بالا را ببینید).
برای مثال، در کد اینجا 500 هرتز را انتخاب میکنیم که یکی از این مقادیر است. اگر مخصوصاً 600 را انتخاب کنید،
بهطور خودکار آن را تا 500 کم میکند و 700 یکباره تا 800 اضافه میشود. اگر شما نیاز دارید از فرکانسی استفاده کنید
که در جدول وجود ندارد، PiGPIO به شما اجازه میدهد که از PWM ساختهشده در سختافزار پای استفاده کنید
که این تنها در پین GPIO 18 قابلدسترس است. بهجای استفاده از روشهای set_pwm شما
میتوانید از روش hardware_PWM استفاده کنید. این روش پارامترهایی را برای GPIO، فرکانس و duty cycle میپذیرد.
pi.hardware_PWM(18, frequency, duty_cycle)
مشکل بعدی در استفاده از مثال انجام دادهشده این است که ما تنها روی سرعت و جهت کنترل داریم.
این نمیتواند تعداد گامها را برای حرکت موتور تعیین کند. همچنین،
سوئیچ کردن خیلی سریع و یا ناگهانی موتور میتواند منجر به از دست دادن گامها و خطا شود.
بهتراست که بهآرامی شتاب گیرد و از شتاب آن کاسته شود. این معمولاً بهعنوان ramping اشاره میشود.
هردوی این مسائل میتوانند به کمک PiGPIO waveforms آدرسدهی شوند.
امروزه یک باگ در کتابخانه PiGPIO در رابطه زمانبندی شکل موج وجود دارد. یکراه حل این است
که PiGPIO daemon را با گزینه t برابر صفر برای pwm شروع کنید که برخلاف حالت پیشفرض PCM است.
sudo pigpiod -t 0
این کار زمانبندی شکل موج را اصلاح میکند. خوشبختانه این باگ بهزودی اصلاح خواهد شد.
لطفاً توجه داشته باشید بااینکه این کار زمانبندی شکل موج را اصلاح میکند با زمانبندی PWM
در مثال قبلی تداخل دارد و از استفاده از سختافزار PWMجلوگیری میکند.
روشی که در ادامه میآید generate_ramp توسط Joan نویسنده PigPIO به فروم رزبریپای فرستادهشده است.
این روش یک ramp متغیر را میگیرد که فهرستی از فرکانسها و جفت گامهاست. سپس یک زنجیرهای از شکل موجهای مربوط به مقادیر منتخب تولید میکند.
def generate_ramp(ramp):
“””Generate ramp wave forms.
ramp: List of [Frequency, Steps]
“””
pi.wave_clear() # clear existing waves
length = len(ramp) # number of ramp levels
wid = [-1] * length
# Generate a wave per ramp level
for i in range(length):
frequency = ramp[i][0]
micros = int(500000 / frequency)
wf = []
wf.append(pigpio.pulse(1 << STEP, 0, micros)) # pulse on
wf.append(pigpio.pulse(0, 1 << STEP, micros)) # pulse off
pi.wave_add_generic(wf)
wid[i] = pi.wave_create()
# Generate a chain of waves
chain = []
for i in range(length):
steps = ramp[i][1]
x = steps & 255
y = steps >> 8
chain += [255, 0, wid[i], 255, 1, x, y]
pi.wave_chain(chain) # Transmit chain.
نگران نباشید اگر روش به نظر پیچیده میآید، چراکه این روش برای استفاده بسیار آسان است.
برنامه زیر generate _ramp با 6 سطح ramp را فراخوانی میکند تا بهآرامی از 320 هرتز تا 2000 هرتز شتاب بگیرد.
گامها در هر سطح ramp برای نشان دادن هدفمان اغراقشده است.
اغلب یک فرکانس خاص موجب ایجاد رزونانس میگردد و ضروری است که شتاب را بهسرعت افزایش داد تا بهسرعت از درون فرکانس رزونانس عبور کند.
Ramp up
generate_ramp([[320, 200],
[500, 400],
[800, 500],
[1000, 700],
[1600, 900],
[2000, 10000]])
آموزش موتورهای استپر با رسپبریپای
آموزش موتورهای استپر با رسپبریپای
آموزش موتورهای استپر با رسپبریپای
آموزش موتورهای استپر با رسپبریپای