GPIO-Projekt 7 – Schrittmotor-Einführung

Anfänger

30 Minuten

114,90

In diesem Projekt lernen Sie, wie Sie einen Schrittmotor mit einem Raspberry Pi steuern. Ein Schrittmotor dreht sich in präzisen Schritten und ermöglicht Ihnen so eine genaue Steuerung der Bewegungen. Dieses Projekt verwendet einen 28BYJ-48-Schrittmotor und einen ULN2003-Treiber.

Anschlussplan

Verbinden Sie den Schrittmotor mit dem ULN2003-Treiber:
- Verbinden Sie den Schrittmotorstecker mit dem Header des ULN2003-Treibers.
Verbinden Sie den ULN2003-Treiber mit dem Raspberry Pi:
- IN1: Verbinden mit GPIO 17 (Pin 11).
- IN2: Verbinden mit GPIO 27 (Pin 13).
- IN3: Verbinden mit GPIO 22 (Pin 15).
- IN4: Verbinden mit GPIO 23 (Pin 16).
Stromversorgung für den ULN2003-Treiber:
- VCC: An 5 V (Pin 2) anschließen.
- GND: Mit GND (Pin 6) verbinden.

Pinout Reference

GPIO	Pin #	Function	Connection
GPIO 17	Pin 11	IN1	ULN2003 driver
GPIO 27	Pin 13	IN2	ULN2003 driver
GPIO 22	Pin 15	IN3	ULN2003 driver
GPIO 23	Pin 16	IN4	ULN2003 driver
5V	Pin 2	Nutrition	ULN2003 driver
GND	Pin 6	Earth (Ground)	ULN2003 driver

Python-code in Thonny

Schritt 1: RPi.GPIO installieren

Überprüfen Sie, ob die Bibliothek RPi.GPIO installiert ist. Dies ist im Raspberry Pi-Betriebssystem normalerweise Standard.

pip install RPi.GPIO

Schritt 2: Schreiben Sie Ihren Code

Öffnen Sie die Thonny Python IDE und geben Sie den folgenden Code ein:

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

# GPIO-pinnen koppelen aan ULN2003 IN-pinnen
IN1 = 17
IN2 = 27
IN3 = 22
IN4 = 23

# Pinnen instellen
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(IN1, GPIO.OUT)
GPIO.setup(IN2, GPIO.OUT)
GPIO.setup(IN3, GPIO.OUT)
GPIO.setup(IN4, GPIO.OUT)

# Stepper motor sequence (4-fase stappen)
step_sequence = [
    [1, 0, 0, 0],
    [1, 1, 0, 0],
    [0, 1, 0, 0],
    [0, 1, 1, 0],
    [0, 0, 1, 0],
    [0, 0, 1, 1],
    [0, 0, 0, 1],
    [1, 0, 0, 1]
]

def set_step(w1, w2, w3, w4):
    """Stel de status van de motorpinnen in."""
    GPIO.output(IN1, w1)
    GPIO.output(IN2, w2)
    GPIO.output(IN3, w3)
    GPIO.output(IN4, w4)

def step_motor(steps, delay, reverse=False):
    """Draai de motor een aantal stappen."""
    if reverse:
        sequence = step_sequence[::-1]  # Keer de sequentie om
    else:
        sequence = step_sequence
    
    for _ in range(abs(steps)):
        for step in sequence:
            # Zorg ervoor dat elke stap 4 waarden bevat
            if len(step) == 4:
                set_step(*step)
            else:
                raise ValueError("Step sequence must contain exactly 4 values")
            sleep(delay)

try:
    print("Stepper motor draait vooruit...")
    step_motor(512, 0.002)  # Draai 512 stappen vooruit
    sleep(1)

    print("Stepper motor draait achteruit...")
    step_motor(512, 0.002, reverse=True)  # Draai 512 stappen achteruit
    sleep(1)

except KeyboardInterrupt:
    print("\nProgramma gestopt.")
finally:
    GPIO.cleanup()  # Reset de GPIO-instellingen

Schritt 3: Speichern Sie die Datei

Klicken Sie auf Datei > Speichern unter und benennen Sie die Datei stepper_motor_intro.py.

Schritt 4: Führen Sie das Skript aus

Klicken Sie oben in der Thonny-Benutzeroberfläche auf die grüne Schaltfläche Ausführen (▶).

Wie funktioniert es?

Schrittfolge:
- Die Engine durchläuft die Sequenzen in der step_sequence -Liste zum Aktivieren.
- Der Schrittmotor()< span style="background-color:transparent;color:#000000;">Die Funktion prüft, wie viele Schritte der Motor macht und wie schnell die Schritte sind.
Geschwindigkeit anpassen:
- Passen Sie den Wert von Verzögerung an ein im Schrittmotor()Funktion zum Ändern der Motorgeschwindigkeit.
Richtung anpassen:
- Verwenden Sie einen negativen Wert für Schritte um den Motor in die andere Richtung zu drehen.

Ergebnis

Vorwärtsdrehung: Der Schrittmotor dreht sich 512 Schritte vorwärts (eine volle Drehung).
Rückwärtsdrehung: Der Schrittmotor dreht sich 512 Schritte rückwärts.

Experimentieren

Geschwindigkeit anpassen:
- Ändern Sie den Wert von Verzögerung in Schrittmotor() (zum Beispiel 0,001 für schnellere oder 0,005 für langsamere Geschwindigkeit).
Anzahl der Schritte anpassen:
- Passen Sie die Anzahl der Schritte an, um eine halbe Drehung (256 Schritte) oder mehrere Drehungen durchzuführen.
Kombinierte Bewegungen:
- Kombinieren Sie Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, um komplexe Bewegungen zu erstellen.