减速电机和步进电机小车

在制作智能小车的时候，也许会纠结我该选择哪种电机，常见的电机有减速电机、步进电机、伺服电机等，那么本次主要讨论一下减速电机和步进电机

1. 首先了解一下什么是减速电机和步进电机各自工作方式的区别
2. 在控制不同的电机上开发板有什么区别
3. 减速电机和控制步进电机的控制代码有什么区别

一、首先介绍一下减速电机和步进电机:

减速电机是由减速器（齿轮箱）和电机组成而成，电机提供的是高速转速，但力矩很小，惯性大；减速器的功能则是降低转速、提升扭矩，降低惯性，已到达理想的转速和力矩；比如常见的有电动窗帘、电动卷闸门，都采用了减速电机，转速慢、力矩大。

步进电机是将脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机。电机的转速、停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向旋转一个固定的角度，成为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲的个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

那么简单来说
减速电机工作方式就是通过简单的输入高低电平来决定它是否转动
步进电机的转动则是通过脉冲信号进行控制的，步进电机将电脉冲转换成特定的旋转运动，每个脉冲的旋转角度是精确的，假设一次脉冲输入可以让电机转动1.8°，那么给电机200次脉冲输入就可以让它转动360°

二、在控制不同的电机下不同的开发板有什么区别

我在使用减速电机的情况下 用树莓派 + L298N电机驱动板来控制

而使用步进电机的情况下 则用Arduino + 步进电机驱动板来控制

树莓派可以用来控制减速电机，但不能精确控制步进电机
因为树莓派是一台装载linux系统的微型电脑，如果CPU陷入停顿，程序可能会发生延迟，而操作系统本身也需要不停的调度各种进程，导致操作GPIO的进程并不是实时独占整个cpu时间的，命令可能不会在第一时间执行
而Arduino实际上是一个微控制器，拥有直接执行代码的灵活性，当对传感器数据或其他输入可以做到即时响应，但arduino却无法像树莓派那样去处理复杂的问题

所以可以把需要即时响应的传感器和电机等硬件接到Arduino上 而把复杂的程序处理放到树莓派里去计算运行（例如使用摄像头进行图像识别）

三、减速电机和控制步进电机的控制代码

树莓派控制减速电机

通过高低电平对减速电机进行控制

# 减速电机旋转
def forward():
    GPIO.output(IN1, GPIO.HIGH)
    GPIO.output(IN2, GPIO.LOW)
    GPIO.output(IN3, GPIO.HIGH)
    GPIO.output(IN4, GPIO.LOW)
    pwm_ENA.ChangeDutyCycle(80)
    pwm_ENB.ChangeDutyCycle(80)

Arduino控制步进电机代码

而arduino对电机输入一个高低电平完成一次脉冲，循环输入200次脉冲信号完成一圈转动

// 步进电机旋转
void forward() {
  // 200个脉冲 * 细分 = 1圈
  int pulse = 200 * xifen;
  
  digitalWrite(dir1, HIGH);
  digitalWrite(dir2, LOW);
  
  if (flag == 1) {
  	// 循环输入200次脉冲让电机转一圈
    for(x = 0; x < pulse; x++) {
      digitalWrite(stp1, HIGH);
      digitalWrite(stp2, HIGH);
      //设置时间间隔
      delayMicroseconds(1000);
      digitalWrite(stp2, LOW);
      digitalWrite(stp1, LOW);
      delayMicroseconds(1000);
    }
  }

  flag = 0;
}

那么，相对于减速电机，步进电机因为高精确性，能够胜任更多的场景
因为步进电机每个脉冲产生的运动都是精确的，那么在一些特定的场景下要比减速电机更适合
假设当小车在一个较窄迷宫中移动时，小车的每次移动和转弯都需要非常精确，不然小车很容易就会撞上墙壁
步进电机小车的话 就可以做出较精确的行为，比如标准的90°转弯，向前移动30cm等。

最后附上两张小车图