【树莓派】在树莓派使用Python控制L9110电机转动的详细教程
文章目录
- 引言
- 准备工作
- L9110电机知识储备
-
- 特点
- 电机的工作方式
- 实现
- 结论
引言
树莓派是一款小巧、低成本且功能强大的单板计算机，它的广泛应用使得它成为了物联网和嵌入式系统开发的理想选择。在这篇博客中，我将向大家介绍如何使用树莓派和Python来控制L9110电机。L9110电机控制器是一种常用的电机驱动模块，它可以实现电机的正转、反转和停止。
准备工作
在开始之前，我们需要准备以下材料：
- 树莓派（任意型号）
- L9110电机
- 杜邦线
- 电机
L9110电机知识储备
特点
- 低静态工作电流;
- 宽电源电压范围:2.5V-12V;
- 每通道具有800mA连续电流输出能力，具有较低的饱和压降;
- TTL/CMOS输出电平兼容，可直接连CPU;输出内置钳位二极管，适用于感性负载;控制和驱动集成于单片IC之中;
- 具备管脚高压保护功能;
- 工作温度:0℃-80℃;
电机的工作方式
- IA输入高电平，IB输入低电平，【OA1 OB1】电机正转；
- IA输入低电平，IB1输入高电平，【OA1 OB1】电机反转；
（实际上，当我们接上电源后，电机即可转动，不过电流可能不太稳定）
实现
- 树莓派与电机的连接方式;
| 树莓派 | L9110电机 |
|---|---|
| VCC | VCC |
| GND | GND |
| GPIO12 | IA |
| GPIO16 | IB |
- 使用
import引入GPIO库函数，用于控制GPIO的高低电平
import RPi.GPIO as GPIO
- 此处使用Python类的思想来编写代码，也就是说
.py文件中的模式应该如下：
class name:
def __init__(self):
……
def function1(self):
……
def function2(self):
……
- 在电机类Motor中，初始化时需要设置电机控制引脚的编码格式与引脚编号，如果一开始不想让电机转动还可以将电机引脚IA IB都设置成低电平(待机模式)
def __init__(self, gpioPinIa: int, gpioPinIb: int):
"""
电机构造函数
:param gpioPinIa: 设置L9110芯片IA引脚
:param gpioPinIb: 设置L9110芯片IB引脚
:return:
"""
self._gpioPinIa = gpioPinIa
self._gpioPinIb = gpioPinIb
# 设置编码方式
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
# 设置GPIO引脚
GPIO.setup(self._gpioPinIa, GPIO.OUT)
GPIO.setup(self._gpioPinIb, GPIO.OUT)
# 将电机设置成待机模式
self.setStand()
- 为了提升代码的复用性，这里特意预设一个方法用于设置GPIO引脚的状态，后续直接传递参数即可设置GPIO引脚状态；
def _setGPIO(self, pinIaMod, pinIbMod):
"""
设置GPIO引脚电压
:param pinIaMod:
:param pinIbMod:
:return:
"""
GPIO.output(self._gpioPinIa, pinIaMod)
GPIO.output(self._gpioPinIb, pinIbMod)
- 将电机设置成待机状态；
def setStand(self):
"""
设置电机为待机模式
:return:
"""
# 设置GPIO低电平，实现电机待机
self._setGPIO(GPIO.LOW, GPIO.LOW)
- 将电机设置成正转模式
def setForeward(self):
"""
将电机设置成正转模式
:return:
"""
# 设置GPIO高低电平，实现电机正转
self._setGPIO(GPIO.HIGH, GPIO.LOW)
- 将电机设置成反转模式
def setReversal(self):
"""
将电机设置成反转模式
:return:
"""
# 设置GPIO低高电平，实现电机反转
self._setGPIO(GPIO.LOW, GPIO.HIGH)
- 将电机设置成停止状态
def stop(self):
"""
电机停止工作
:return:
"""
# 设置GPIO高电平，实现电机停止工作
self._setGPIO(GPIO.HIGH, GPIO.HIGH)
- 还需要注意：每次使用完成GPIO引脚后需要释放GPIO引脚，否则：每次代码运行时否会给出警告说引脚应该被设置过，其次据说还会对树莓派造成损伤；
@staticmethod
def close():
"""
释放所有已经使用过的GPIO
:return:
"""
GPIO.cleanup()
- 现在可以使用Motor类来控制电机了。下面是一个简单的示例代码，演示如何使用Motor类来控制电机的正转、反转和停止：
import time
from Motor import Motor
def testMotor():
# 设置电机引脚 并且实例化
gpioPinIa, gpioPinIb = 12, 16
motor = Motor(gpioPinIa, gpioPinIb)
# 测试
for i in range(2):
print(1)
# 开始正转
motor.setForeward()
time.sleep(4)
print(2)
# 开始反转
motor.setReversal()
time.sleep(4)
print(3)
# 停止
motor.stop()
time.sleep(4)
motor.close()
if __name__ == '__main__':
testMotor()
在这个示例中，引入time库是为了给予延时，如果不给予延时程序的效果就会是： 电机正转、反转、停止 这三个状态几乎同一时间完成，而我们人的肉眼根本无法捕获到三个状态的改变。
在这个示例中，引入print函数式为了告诉程序员代码运行的进度，以便示例效果与示例代码匹配。
结论
通过这篇博客，我们学习了如何使用树莓派和Python来控制L9110电机。我们编写了一个Motor类，可以方便地控制电机的正转、反转和停止。我们还提供了一个简单的示例代码，演示了如何使用Motor类来控制电机的运行。希望这篇博客能帮助你开始使用树莓派和Python来控制电机。
附：完整代码
class Motor(object):
"""
电机操作的基类
"""
def __init__(self, gpioPinIa: int, gpioPinIb: int):
"""
电机构造函数
:param gpioPinIa: 设置L9110芯片IA引脚
:param gpioPinIb: 设置L9110芯片IB引脚
:return:
"""
self._gpioPinIa = gpioPinIa
self._gpioPinIb = gpioPinIb
# 设置编码方式
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
# 设置GPIO引脚
GPIO.setup(self._gpioPinIa, GPIO.OUT)
GPIO.setup(self._gpioPinIb, GPIO.OUT)
# 将电机设置成待机模式
self.setStand()
def _setGPIO(self, pinIaMod, pinIbMod):
"""
设置GPIO引脚电压
:param pinIaMod:
:param pinIbMod:
:return:
"""
GPIO.output(self._gpioPinIa, pinIaMod)
GPIO.output(self._gpioPinIb, pinIbMod)
def setStand(self):
"""
设置电机为待机模式
:return:
"""
# 设置GPIO低电平，实现电机待机
self._setGPIO(GPIO.LOW, GPIO.LOW)
def setForeward(self):
"""
将电机设置成正转模式
:return:
"""
# 设置GPIO高低电平，实现电机正转
self._setGPIO(GPIO.HIGH, GPIO.LOW)
def setReversal(self):
"""
将电机设置成反转模式
:return:
"""
# 设置GPIO低高电平，实现电机反转
self._setGPIO(GPIO.LOW, GPIO.HIGH)
def stop(self):
"""
电机停止工作
:return:
"""
# 设置GPIO高电平，实现电机停止工作
self._setGPIO(GPIO.HIGH, GPIO.HIGH)
@staticmethod
def close():
"""
释放所有已经使用过的GPIO
:return:
"""
GPIO.cleanup()