Chapeau de pilote de moteur Raspberry Pi DIY

Un Raspberry Pi HAT est une carte complémentaire pour Raspberry Pi avec les mêmes dimensions que Pi. Il peut directement s'adapter sur le dessus du Raspberry Pi et ne nécessite aucune connexion supplémentaire. Il existe de nombreux HAT Raspberry Pi disponibles sur le marché. Dans ce tutoriel, nous allons construire un HAT de pilote de moteur Raspberry Pi pour piloter des moteurs CC et pas à pas. Ce HAT de pilote de moteur se compose d'un circuit intégré de pilote de moteur L293D, d'un module d'affichage LCD 16 * 2, de quatre boutons poussoirs et de broches supplémentaires pour le module SIM800 avec un régulateur de 3,3 V. Ce HAT Raspberry Pi vous sera utile lors de la construction d'un projet robotique.

Ici, nous avons utilisé PCBWay pour fournir les cartes PCB pour ce projet. Dans les sections suivantes de l'article, nous avons couvert la procédure complète pour concevoir, commander et assembler les cartes PCB pour Raspberry pi Motor Driver HAT. Nous avons également construit Raspberry Pi Hat pour 16x2 LCD et Raspberry Pi LoRa HAT dans nos projets précédents.

Composants requis pour le HAT de pilote de moteur Raspberry Pi

Tarte aux framboises
IC L293D
4 × boutons poussoirs
Résistances SMD (1 × 10K, 12 × 1K)
Potentiomètre 1 × 10K
4 × LED SMD
Régulateur de tension LM317
2 × bornes à vis
Module LCD 16 * 2

Circuit intégré de pilote de moteur L293D

Le L293D est un circuit intégré de commande de moteur 16 broches populaire. Comme son nom l'indique, il est utilisé pour contrôler des moteurs pas à pas unipolaires, bipolaires, des moteurs à courant continu ou même des servomoteurs. Un seul circuit intégré L293D peut entraîner deux moteurs à courant continu en même temps. De plus, la vitesse et la direction de ces deux moteurs peuvent être contrôlées indépendamment. Ce circuit intégré est livré avec deux broches d'entrée d'alimentation, à savoir «Vcc1» et «Vcc2». Vcc1 est utilisé pour alimenter les circuits logiques internes qui devraient être de 5V, et la broche Vcc2 est pour alimenter les moteurs qui peuvent être de 4,5V à 36V.

Spécifications du L293D:

Tension moteur Vcc2 (Vs): 4,5 V à 36 V
Courant maximal du moteur: 1,2 A
Courant moteur continu maximum: 600mA
Tension d'alimentation vers Vcc1 (VSS): 4,5 V à 7 V
Temps de transition: 300ns (à 5V et 24V)
L'arrêt thermique automatique est disponible

Schéma de circuit pour le chapeau de pilote de moteur Raspberry Pi

Le diagramme schématique complet du pilote de moteur L293D avec Raspberry Pi est illustré dans l'image ci-dessous. Le schéma a été dessiné à l'aide d'EasyEDA.

Ce HAT se compose du CI de pilote de moteur L293D, du module d'affichage LCD 16 * 2 et de quatre boutons poussoirs. Nous avons également fourni des broches pour le module SIM800 avec un régulateur 3,3 V conçu à l'aide du régulateur variable LM317 pour de futurs projets. Le HAT du pilote de moteur Raspberry Pi sera directement placé sur le dessus de Raspberry Pi, ce qui facilite le contrôle des robots à l'aide de Raspberry Pi.

Fabrication de PCB pour HAT de pilote de moteur Raspberry Pi

Une fois le schéma fait, nous pouvons procéder à la mise en page du PCB. Vous pouvez concevoir le PCB en utilisant n'importe quel logiciel PCB de votre choix. Nous avons utilisé EasyEDA pour fabriquer des circuits imprimés pour ce projet. Vous pouvez afficher n'importe quel calque (haut, bas, topsilk, bas, etc.) du PCB en sélectionnant le calque dans la fenêtre «Calques». En dehors de cela, une vue du modèle 3D du PCB sur son apparence après la fabrication est également fournie. Vous trouverez ci-dessous les vues du modèle 3D de la couche supérieure et de la couche inférieure du PCB Pi Motor Driver HAT.

La disposition du PCB pour le circuit ci-dessus est également disponible au téléchargement sous Gerber à partir du lien ci-dessous:

Fichier Gerber pour Raspberry Pi Motor Driver HAT

Commande de PCB auprès de PCBWay

Après avoir finalisé la conception, vous pouvez passer à la commande du PCB:

Étape 1: accédez à https://www.pcbway.com/, inscrivez-vous si c'est votre première fois. Ensuite, dans l'onglet Prototype PCB, entrez les dimensions de votre PCB, le nombre de couches et le nombre de PCB dont vous avez besoin.

Étape 2: Continuez en cliquant sur le bouton «Devis maintenant». Vous serez redirigé vers une page où définir quelques paramètres supplémentaires tels que le type de carte, les couches, le matériau pour le PCB, l'épaisseur, etc. La plupart d'entre eux sont sélectionnés par défaut, mais si vous optez pour des paramètres spécifiques, vous pouvez les sélectionner ici.

Étape 3: La dernière étape consiste à télécharger le fichier Gerber et à procéder au paiement. Pour s'assurer que le processus se déroule sans heurts, PCBWAY vérifie si votre fichier Gerber est valide avant de procéder au paiement. De cette façon, vous pouvez être sûr que votre PCB est facile à fabriquer et vous atteindra comme engagé.

Assemblage du

Après quelques jours, nous avons reçu notre PCB dans un emballage soigné et la qualité du PCB était bonne comme toujours. La couche supérieure et la couche inférieure de la planche sont illustrées ci-dessous:

Après vous être assuré que les traces et les empreintes étaient correctes. J'ai procédé à l'assemblage du PCB. L'image ici montre à quoi ressemble la carte complètement soudée.

Configuration du Raspberry Pi

Avant de programmer le Raspberry Pi, nous devons installer les bibliothèques requises. Pour cela, mettez d'abord à jour le système d'exploitation Raspberry Pi à l'aide des commandes ci-dessous:

Sudo apt-get mise à jour Sudo apt-get mise à jour

Installez maintenant la bibliothèque Adafruit_CharLCD pour le module LCD. Cette bibliothèque est destinée aux cartes LCD Adafruit, mais elle fonctionne également avec les cartes LCD d'autres marques.

sudo pip3 installer Adafruit-CharLCD

Explication du code du pilote de moteur Raspberry Pi

Ici, dans ce projet, nous programmons le Raspberry Pi pour entraîner deux moteurs à courant continu dans les directions avant, arrière, gauche et droite simultanément dans un intervalle de deux secondes. La direction des moteurs sera affichée sur l'écran LCD. Le code complet est donné à la fin du document. Ici, nous expliquons certaines parties importantes du code.

Comme d'habitude, démarrez le code en important toutes les bibliothèques requises. Le module RPi.GPIO est utilisé pour accéder aux broches GPIO en utilisant Python. L' heure du module est utilisée pour mettre le programme en pause pendant une durée prédéfinie.

import RPi.GPIO en tant que GPIO importation du temps d'importation de la carte d'importation Adafruit_CharLCD en tant que LCD

Après cela, attribuez les broches GPIO pour le circuit intégré du pilote de moteur L293D et l'écran LCD.

lcd_rs = 0 lcd_en = 5 lcd_d4 = 6 Motor1A = 4 Motor1B = 17 Motor1E = 12

Maintenant, définissez les 6 broches du moteur comme broches de sortie. Les quatre suivants sont les broches de sortie dont les deux premiers sont utilisés pour contrôler le moteur droit et les deux suivants pour le moteur gauche. Les deux broches suivantes sont des broches d'activation pour les moteurs droit et gauche.

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)

À l'intérieur de la boucle while, déplacez les deux moteurs CC simultanément dans les directions avant, arrière, gauche et droite dans un intervalle de deux secondes.

GPIO.output (Motor1A, 0) GPIO.output (Motor1B, 0) GPIO.output (Motor2A, 1) GPIO.output (Motor2B, 0) lcd.message ('Left') print ("Left") sleep (2) #Forward GPIO.output (Motor1A, 1) GPIO.output (Motor1B, 0) GPIO.output (Motor2A, 1) GPIO.output (Motor2B, 0) lcd.message ('Forward') print ("Forward") …… ………………………………

Test du HAT du pilote de moteur Raspberry Pi

Une fois que vous avez fini d'assembler le PCB, montez le HAT du pilote de moteur sur Raspberry Pi et lancez le code. Si tout se passe bien, les moteurs à courant continu connectés au Raspberry Pi se déplaceront simultanément dans les sens gauche, avant, droit et arrière toutes les deux secondes et la direction du moteur sera affichée sur l'écran LCD.

C'est ainsi que vous pouvez créer votre propre HAT de pilote de moteur L293D Raspberry Pi. Le code complet et la vidéo de travail du projet sont donnés ci-dessous. J'espère que vous avez apprécié le projet et que vous avez trouvé intéressant de créer le vôtre. Si vous avez des questions, veuillez les laisser dans la section commentaires ci-dessous.