قبعة سائق التوت بي موتور DIY

Raspberry Pi HAT هي لوحة إضافية لـ Raspberry Pi بنفس أبعاد Pi. يمكن وضعها مباشرة في الجزء العلوي من Raspberry Pi ولا تتطلب أي اتصالات أخرى. هناك العديد من قبعات Raspberry Pi المتوفرة في السوق. في هذا البرنامج التعليمي ، سنقوم ببناء Raspberry Pi Motor Driver HAT لقيادة محركات DC و Stepper. يتكون محرك HAT من محرك L293D IC ، ووحدة عرض LCD مقاس 16 * 2 ، وأربعة أزرار ضغط ، ودبابيس إضافية لوحدة SIM800 مع منظم 3.3 فولت. سيكون Raspberry Pi HAT مفيدًا أثناء بناء مشروع آلي.

هنا ، استخدمنا PCBWay لتوفير لوحات PCB لهذا المشروع. في الأقسام التالية من المقالة ، قمنا بتغطية الإجراء الكامل لتصميم وطلب وتجميع لوحات PCB لـ Raspberry pi Motor Driver HAT. لقد قمنا أيضًا ببناء Raspberry Pi Hat لـ 16x2 LCD و Raspberry Pi LoRa HAT في مشاريعنا السابقة.

المكونات المطلوبة لـ Raspberry Pi Motor Driver HAT

فطيرة التوت
L293D إيك
4 × أزرار دفع
مقاومات SMD (1 × 10 ك ، 12 × 1 ك)
1 × 10 كيلو فرق الجهد
4 × SMD LEDs
منظم الجهد LM317
2 × محطات المسمار
وحدة 16 * 2 LCD

L293D محرك سائق IC

L293D هو محرك IC ذو 16 دبوسًا شهيرًا. كما يوحي الاسم ، يتم استخدامه للتحكم في محركات السائر أحادية القطب أو ثنائية القطب أو محركات التيار المستمر أو حتى المحركات المؤازرة. يمكن لمحرك L293D IC واحد تشغيل محركي DC في نفس الوقت. أيضًا ، يمكن التحكم في سرعة واتجاه هذين المحركين بشكل مستقل. يأتي هذا IC مع دبابيس إدخال طاقة مثل "Vcc1" و "Vcc2". يستخدم Vcc1 لتشغيل الدوائر المنطقية الداخلية التي يجب أن تكون 5 فولت ، بينما يستخدم دبوس Vcc2 لتشغيل المحركات التي يمكن أن تكون 4.5 فولت إلى 36 فولت.

مواصفات L293D:

جهد المحرك Vcc2 (Vs): 4.5V to 36V
الحد الأقصى لتيار المحرك الأقصى: 1.2A
أقصى تيار مستمر للمحرك: 600 مللي أمبير
جهد الإمداد لـ Vcc1 (VSS): 4.5 فولت إلى 7 فولت
وقت الانتقال: 300 نانو ثانية (عند 5 فولت و 24 فولت)
الاغلاق الحراري التلقائي متاح

مخطط الدائرة ل Raspberry Pi Motor Driver HAT

يظهر الرسم التخطيطي الكامل لبرنامج L293D Motor Driver مع Raspberry Pi في الصورة الواردة أدناه. تم رسم التخطيطي باستخدام EasyEDA.

يتكون HAT من L293D Motor Driver IC ، ووحدة عرض LCD مقاس 16 * 2 ، وأربعة أزرار ضغط. لقد قدمنا أيضًا دبابيس لوحدة SIM800 مع منظم 3.3 فولت مصمم باستخدام منظم LM317 المتغير للمشاريع المستقبلية. سيجلس محرك Raspberry Pi Motor Driver HAT مباشرة فوق Raspberry Pi مما يسهل التحكم في الروبوتات باستخدام Raspberry Pi.

تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور لـ Raspberry Pi Motor Driver HAT

بمجرد الانتهاء من التخطيطي ، يمكننا المضي قدمًا في وضع PCB. يمكنك تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام أي برنامج ثنائي الفينيل متعدد الكلور من اختيارك. لقد استخدمنا EasyEDA لتصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور لهذا المشروع. يمكنك عرض أي طبقة (علوي ، سفلي ، علوي ، حريري ، إلخ) لثنائي الفينيل متعدد الكلور عن طريق تحديد الطبقة من نافذة "الطبقات". بصرف النظر عن هذا ، يتم أيضًا توفير عرض نموذج ثلاثي الأبعاد لثنائي الفينيل متعدد الكلور حول كيفية ظهوره بعد التصنيع. فيما يلي عروض النماذج ثلاثية الأبعاد للطبقة العليا والطبقة السفلية من Pi Motor Driver HAT PCB.

يتوفر أيضًا تخطيط PCB للدائرة أعلاه للتنزيل باسم Gerber من الرابط أدناه:

ملف جربر لـ Raspberry Pi Motor Driver HAT

طلب PCB من PCBWay

بعد الانتهاء من التصميم ، يمكنك متابعة طلب PCB:

الخطوة 1: ادخل إلى https://www.pcbway.com/ ، قم بالتسجيل إذا كانت هذه هي المرة الأولى لك. ثم ، في علامة التبويب PCB Prototype ، أدخل أبعاد PCB وعدد الطبقات وعدد PCB الذي تحتاجه.

الخطوة 2: تابع بالنقر فوق الزر "اقتباس الآن". سيتم نقلك إلى صفحة حيث يتم تعيين بعض المعلمات الإضافية مثل نوع اللوحة والطبقات والمواد الخاصة بثنائي الفينيل متعدد الكلور والسمك والمزيد. يتم تحديد معظمها بشكل افتراضي ، ولكن إذا كنت تختار أي معلمات محددة ، فيمكنك تحديدها هنا.

الخطوة 3: الخطوة الأخيرة هي تحميل ملف Gerber ومتابعة الدفع. للتأكد من أن العملية سلسة ، يتحقق PCBWAY مما إذا كان ملف Gerber الخاص بك صالحًا قبل متابعة الدفع. بهذه الطريقة ، يمكنك التأكد من أن ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بك سهل التصنيع وسيصل إليك كما هو ملتزم.

تجميع

بعد بضعة أيام ، تلقينا ثنائي الفينيل متعدد الكلور في عبوة أنيقة وكانت جودة ثنائي الفينيل متعدد الكلور جيدة كما هو الحال دائمًا. الطبقة العليا والطبقة السفلية للوحة موضحة أدناه:

بعد التأكد من صحة المسارات وآثار الأقدام. شرعت في تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور. توضح الصورة هنا كيف تبدو اللوحة الملحومة تمامًا.

إعداد Raspberry Pi

قبل برمجة Raspberry Pi ، يتعين علينا تثبيت المكتبات المطلوبة. لذلك ، أولاً ، قم بتحديث نظام التشغيل Raspberry Pi باستخدام الأوامر التالية:

سودو apt-get update Sudo apt-get Upgrade

الآن قم بتثبيت مكتبة Adafruit_CharLCD لوحدة LCD. هذه المكتبة مخصصة للوحات Adafruit LCD ، ولكنها تعمل أيضًا مع لوحات LCD ذات العلامات التجارية الأخرى أيضًا.

sudo pip3 تثبيت Adafruit-CharLCD

شرح كود سائق Raspberry Pi Motor

هنا في هذا المشروع ، نقوم ببرمجة Raspberry Pi لقيادة محركين من محركات التيار المستمر في الاتجاه الأمامي والخلفي واليسار والأيمن في وقت واحد في فاصل زمني مدته ثانيتان. سيتم عرض اتجاه المحركات على شاشة LCD. يتم إعطاء الرمز الكامل في نهاية المستند. هنا ، نشرح بعض الأجزاء المهمة من الكود.

كالعادة ، ابدأ الكود عن طريق استيراد جميع المكتبات المطلوبة. تُستخدم الوحدة النمطية RPi.GPIO للوصول إلى دبابيس GPIO باستخدام Python. يتم استخدام وقت الوحدة لإيقاف البرنامج مؤقتًا لفترة محددة مسبقًا.

استيراد RPi.GPIO مثل GPIO استيراد وقت استيراد لوحة استيراد Adafruit_CharLCD مثل LCD

بعد ذلك ، قم بتعيين دبابيس GPIO لجهاز تشغيل المحرك L293D وشاشة LCD.

lcd_rs = 0 lcd_en = 5 lcd_d4 = 6 المحرك 1 أمبير = 4 المحرك 1B = 17 المحرك 1E = 12

الآن ، قم بتعيين 6 دبابيس للمحرك كدبابيس إخراج. الأربعة التالية هي دبابيس الإخراج التي يتم استخدام أول اثنين منها للتحكم في المحرك الأيمن والاثنان التاليان للمحرك الأيسر. الدبابيس التالية هما دبابيس تمكين للمحركات اليمنى واليسرى.

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) إعداد GPIO (Motor2E ، GPIO.OUT)

داخل حلقة while ، حرك محركي التيار المستمر في الاتجاه الأمامي والخلفي واليسار والأيمن في وقت واحد في فاصل زمني مدته ثانيتان.

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")……. ……………………………………

اختبار قبعة Raspberry Pi Motor Driver HAT

بمجرد الانتهاء من تجميع PCB ، قم بتركيب محرك المحرك HAT على Raspberry Pi ، وقم بتشغيل الكود. إذا سارت الأمور على ما يرام ، فإن محركات التيار المستمر المتصلة بـ Raspberry Pi ستتحرك في الاتجاه الأيسر والأمامي واليمين والعكس في وقت واحد كل ثانيتين وسيتم عرض اتجاه المحرك على شاشة LCD.

هذه هي الطريقة التي يمكنك بها بناء L293D Raspberry Pi Motor Driver HAT. فيما يلي الكود الكامل وفيديو العمل الخاص بالمشروع. آمل أن تكون قد استمتعت بالمشروع ووجدت أنه من المثير للاهتمام بناء مشروعك الخاص. إذا كان لديك أي أسئلة ، فيرجى تركها في قسم التعليقات أدناه.