概述

如果您還記得以前的Raspberry Pi教程，我們已經(jīng)看到如何使用RASPBERRY PI控制直流電機以及如何使用RASPBERRY PI控制伺服電機。

步進(jìn)電機可以分為伺服電機和直流電機，因為您可以控制角度位置軸以及沿任一方向自由旋轉(zhuǎn)軸。

我已經(jīng)討論了步進(jìn)電機，步進(jìn)電機的類型電動機，步進(jìn)電動機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及如何設(shè)計步進(jìn)電動機在使用ARDUINO 項目的步進(jìn)電機控制中進(jìn)行滾動循環(huán)。

因此，我建議您在繼續(xù)使用Raspberry Pi步進(jìn)電機之前參考該項目一次接口。

驅(qū)動步進(jìn)電機

識別步進(jìn)器非常重要電動機，即它是單極步進(jìn)電動機還是雙極步進(jìn)電動機。因為，這些電動機的驅(qū)動技術(shù)是不同的。

在這個項目中，我將使用一個簡單的12V雙極步進(jìn)電機。為了驅(qū)動這個步進(jìn)電機，我們需要一個電機驅(qū)動模塊，如L293D或L298N。這兩個模塊都適用于12V步進(jìn)電機。因此，選擇驅(qū)動程序模塊取決于您。對于這個項目，我選擇了L298N電機驅(qū)動器模塊。

步進(jìn)電機優(yōu)于伺服電機的主要優(yōu)點是電機軸完全旋轉(zhuǎn)分為幾步并且您可以通過小心地給電機線圈通電來精確定位步進(jìn)電機。

即使沒有像伺服電機那樣的反饋機制，步進(jìn)電機的步進(jìn)角也會更小提供非常精確的角度定位。

通常，幾乎所有市售的步進(jìn)電機都具有1.8 0 的步進(jìn)角。因此，對于完整的360 0 度旋轉(zhuǎn)，其步數(shù)將為200.

為了提高步進(jìn)電機的精度即為了實現(xiàn)軸的更精確的角度定位，您可以使用稱為“半步進(jìn)”的技術(shù)。

半步進(jìn)是一種技術(shù)，我們將使用一相和兩相激勵的組合，而不是一次激勵單相。使用這種技術(shù)，您可以實現(xiàn)更小的400步分辨率和更平穩(wěn)的操作。

Raspberry Pi步進(jìn)電機接口

幾乎所有先進(jìn)的數(shù)控機床和工業(yè)貼片機器人都使用步進(jìn)電機。另一方面，Raspberry Pi是一臺小型計算機，可用于機器人，家庭自動化，工業(yè)自動化等眾多應(yīng)用中。

因此，連接使用Raspberry Pi的步進(jìn)電機將非常有趣，因為您可以在上述所有應(yīng)用中實現(xiàn)此接口。

12V雙極步進(jìn)電機可吸收約350mA至500mA的電流。因此，我們在使用Raspberry Pi步進(jìn)電機接口時需要一個專用的驅(qū)動電路。

由于我使用的是雙極步進(jìn)電機，我只需要四根控制線。這可以通過許多不同的模塊或驅(qū)動程序（如L293D，ULN2003或L298N）來完成。

如果是單極步進(jìn)電機，有多種方法可以連接它到驅(qū)動程序模塊。通常，單極步進(jìn)電機將具有5或6根電線。因此，您需要使用ULN2003或?qū)⑵溥B接到雙極步進(jìn)電機。

電路圖

下圖顯示了使用L298N的Raspberry Pi步進(jìn)電機控制的連接圖。它使用Fritzing Application實現(xiàn)。

所需組件

Raspberry Pi 3 B型

12V雙極步進(jìn)電機

L298N電機驅(qū)動器模塊

12V電機電源

Raspberry Pi的電源

連接電線

計算機

電路設(shè)計

電機驅(qū)動器模塊的輸入，即IN1，IN2，IN3和IN4連接到物理引腳11，12，13和15，即Raspberry Pi的GPIO17，GPIO18，GPIO27和GPIO22 。

一組電機線圈連接到電機驅(qū)動器的OUT1和OUT2，另一組連接到OUT3和OUT4。

為電機驅(qū)動器模塊提供12V外部電源，L298N電機驅(qū)動器模塊和Raspberry Pi的接地端子是通用的。

為Raspberry Pi提供單獨的5V電源。

代碼

項目的編程部分是使用Python實現(xiàn)的。下面給出了使用Raspberry Pi和L298N電機驅(qū)動器模塊控制步進(jìn)電機的Python腳本。

項目工作

這個簡單項目的目的只是為了理解如何使用Raspberry Pi和L298N連接步進(jìn)電機。該項目的工作非常簡單，并在此處進(jìn)行說明。

最初，您需要通過提供一些隨機值來校準(zhǔn)步進(jìn)電機，以便鎖定步驟。這里，正值（例如30）將使步進(jìn)電機順時針旋轉(zhuǎn)，負(fù)值（如-30）將使其沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)。

初始校準(zhǔn)后，您可以輸入任何值，步進(jìn)電機將移動到該位置。由于我們正在實施半步進(jìn)技術(shù)，因此總步數(shù)為400.因此，如果輸入100，則步進(jìn)電機將以順時針方向旋轉(zhuǎn)90 0 。

同樣，通過輸入其他值（正數(shù)或負(fù)數(shù)），您可以準(zhǔn)確控制步進(jìn)電機的位置。

應(yīng)用程序

使用Raspberry Pi控制步進(jìn)電機將使我們能夠在各種項目和應(yīng)用中使用此接口，例如：

機器人

CNC繪圖儀

3D打印

家庭自動化

工業(yè)自動化