用Python编程:控制步进电机+树莓Pi零+ L293D集成电路

Question

(警告！我没有接受过这方面的教育)

嘿伙计们。我张贴在这里，因为我有一个朋友谁迫切需要帮助她的项目。我熟悉脚本，但不太熟悉编程。我确实在IT领域工作，所以我会尽我所能提供必要的信息。她试图编程一个Raspberry Pi零，以控制步进电机使用Python 3。很简单。

她遵守了这些教程。看上去她使用了#1的部件和电线，#2的代码：

1. https://tutorials-raspberrypi.com/how-to-control-a-stepper-motor-with-raspberry-pi-and-l293d-uln2003a/
2. https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=49&t=55580

有帮助的照片。这是她的实际设置：https://photos.app.goo.gl/WJbCo4UU3wAdo8913

有用的注意事项:她提到她没有在电源和L293D驱动芯片之间使用电阻。

使用的部件：

-Raspberry Pi零(Pi 2或3是推荐的，但零有相同的引脚与2和3。她只需要焊接在她自己的双头)

-12V直流电源库

-Nema 17步进电机(https://www.amazon.com/STEPPERONLINE-17HS13-0404S1-Stepper-Motor-Printer/dp/B00PNEQ9T4)

-L293D电机驱动IC (https://www.amazon.com/NDRTJM-SHOMPFL1045-L293D-Stepper-Driver/dp/B008XCGLNM)

-Breadboard w/跳线电缆(Duh!)

她正在使用的代码如下。当她试图运行它时，马达就会震动。看上去这是一次又一次的进步和倒退。没有收到错误代码。她也尝试使用另一个内马17步进电机，它拉出2A，但下降到内马17，绘制.4A，并得到同样的结果。

​

import RPi.GPIO as GPIO
import time

#variables

delay = 0.05
steps = 500

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setwarnings(False)

#Enable GPIO pins for ENA and ENB for stepper

enable_a = 18
enable_b = 22

#Enable pins for IN1-3 to control step sequence
 coil_A_1_pin = 17 #black
coil_A_2_pin = 4 #green
coil_B_1_pin = 24 #red
coil_B_2_pin = 23 #blue

#Set pin states

GPIO.setup(enable_a, GPIO.OUT)
GPIO.setup(enable_b, GPIO.OUT)
GPIO.setup(coil_A_1_pin, GPIO.OUT)
GPIO.setup(coil_A_2_pin, GPIO.OUT)
GPIO.setup(coil_B_1_pin, GPIO.OUT)
GPIO.setup(coil_B_2_pin, GPIO.OUT)

#set ENA and ENB to high to enable stepper

GPIO.output(enable_a, True)
GPIO.output(enable_b, True)

#function for step sequence

def setStep(w1, w2, w3, w4):
     GPIO.output(coil_A_1_pin, w1)
     GPIO.output(coil_A_2_pin, w2)
     GPIO.output(coil_B_1_pin, w3)   
     GPIO.output(coil_B_2_pin, w4) 

#loop through step sequence based on number of steps

for i in range(0, steps):
     setStep(1,1,0,0)
     time.sleep(delay)
     setStep(0,1,1,0)
     time.sleep(delay)
     setStep(0,0,1,1)
     time.sleep(delay)
     setStep(1,0,0,1)
     time.sleep(delay)

#reverse previous step sequence to reverse motor direction

for i in range(0, steps):
     setStep(1,0,0,1)
     time.sleep(delay)
     setStep(0,0,1,1)
     time.sleep(delay)
     setStep(0,1,1,0)
     time.sleep(delay)
     setStep(1,1,0,0)
     time.sleep(delay)

​

如果有什么我错过或更多的信息，您需要，请让我知道，我会迅速回应！任何帮助都是非常感谢的！提前感谢！

Answer 1

看来你大部分时间都在那里..。但特定的序列并不是步进一步。对于L293D，IO引脚值基本上是我们驱动线圈的值，我猜这里coil_A和coil_B是两个线圈，它们的末端是1和2(两个线圈在双极步进电机中是典型的)。所以你申请的州是：

1100  == ==   No power
0110  << >>   both coils energised
0011  == ==   No power
1001  >> <<   both coils energised the opposite way

这并不能为电机提供方向导向，而且很可能只会导致振动。尝试一个完整的步骤模式，在那里你一次翻转一个线圈的方向：

fullsteps = ((0,1,0,1), (0,1,1,0), (1,0,1,0), (1,0,0,1))

for i in range(0, steps):
    for pattern in fullsteps:
        setStep(*pattern)
        time.sleep(delay)

下一个变体可能尝试的是半步，其中我们让线圈采取两个步骤从一个方向过渡到另一个方向：

halfsteps = ((0,1,0,1), (0,1,0,0), (0,1,1,0), (0,0,1,0), 
             (1,0,1,0), (1,0,0,0), (1,0,0,1), (0,0,0,1))

第二次看，这实际上是在您的第一个链接中使用的模式(就在评论“如果不同就调整”下面--只是反转了，与这里的版本相差了两个半步)。

在任何时候，至少有一个线圈是有动力的，防止电机掉进一个未知的位置。

如果我们比较http://www.nmbtc.com/step-motors/engineering/full-half-and-microstepping/中显示的表，它们的表使用A ~B ~B的顺序，而您的代码使用A ~A ~B。因此，另一种使代码工作的方法应该是交换B和~A：

def setStep(w1, w3, w2, w4):
    GPIO.output(coil_A_1_pin, w1)
    GPIO.output(coil_A_2_pin, w2)
    GPIO.output(coil_B_1_pin, w3)   
    GPIO.output(coil_B_2_pin, w4) 

Answer 2

下面显示了工作的代码。您可以使用Raspberry Pi零，2，或3。其他使用的部分是12V直流电源库，面包板，L293D电机驱动器IC，和一个涅马17步进电机(0.4A抽奖)。所有这些都是使用Python 3完成的。如果您需要图片或教程，请查看上面的链接。向亚恩大喊大叫，因为他提供了修理品！他是真正的MVP。

​

import RPi.GPIO as GPIO
import time

#variables

delay = 0.005
steps = 500

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setwarnings(False)

#Enable GPIO pins for ENA and ENB for stepper

enable_a = 18
enable_b = 22

#Enable pins for IN1-3 to control step sequence
 coil_A_1_pin = 17 #black
coil_A_2_pin = 4 #green
coil_B_1_pin = 24 #red
coil_B_2_pin = 23 #blue

#Set pin states

GPIO.setup(enable_a, GPIO.OUT)
GPIO.setup(enable_b, GPIO.OUT)
GPIO.setup(coil_A_1_pin, GPIO.OUT)
GPIO.setup(coil_A_2_pin, GPIO.OUT)
GPIO.setup(coil_B_1_pin, GPIO.OUT)
GPIO.setup(coil_B_2_pin, GPIO.OUT)

#set ENA and ENB to high to enable stepper

GPIO.output(enable_a, True)
GPIO.output(enable_b, True)

#function for step sequence

def setStep(w1, w2, w3, w4):
     GPIO.output(coil_A_1_pin, w1)
     GPIO.output(coil_A_2_pin, w2)
     GPIO.output(coil_B_1_pin, w3)   
     GPIO.output(coil_B_2_pin, w4) 

#loop through step sequence based on number of steps

for i in range(0, steps):
     setStep(0,1,0,1)
     time.sleep(delay)
     setStep(0,1,1,0)
     time.sleep(delay)
     setStep(1,0,1,0)
     time.sleep(delay)
     setStep(1,0,0,1)
     time.sleep(delay)

#reverse previous step sequence to reverse motor direction

for i in range(0, steps):
     setStep(1,0,0,1)
     time.sleep(delay)
     setStep(1,0,1,0)
     time.sleep(delay)
     setStep(0,1,1,0)
     time.sleep(delay)
     setStep(0,1,0,1)
     time.sleep(delay)

​

Answer 3

我使用一个类似的设置使用树莓π零W和SDComponents MotorShield控制两个步进电机。

我正在使用他们在github：https://github.com/sbcshop/motor-shield上提供的代码

它看起来非常类似于如何设置代码(请看一下PiMotor.py文件)。

我注意到，使用他们的默认顺序设置，步进电机做了一个奇怪的步骤模式，似乎使它回到了原来的位置。我尝试过像上面提到的其他序列，但是它们都导致了你(或你的同事)试图描述的那种令人讨厌的振动。

我最终找到了一个视频，它使用了另一个序列，这似乎是可行的。现在，当我说它“似乎起作用了”时，我的意思是电机现在正成功地向前旋转，而不是向前移动，回到原来的位置。我更改了PiMotor.py上的0和1，并运行测试代码如下：

    def forward(self, delay, steps):
       for i in range(0, steps):
          setStep(1,0,1,1)
          time.sleep(delay)
          setStep(0,0,1,0)
          time.sleep(delay)
          setStep(0,1,0,0)
          time.sleep(delay)
          setStep(1,1,0,1)
          time.sleep(delay)

    def backward(self, delay, steps):
       for i in range(0, steps):
          setStep(1,1,0,1)
          time.sleep(delay)
          setStep(0,1,0,0)
          time.sleep(delay)
          setStep(0,0,1,0)
          time.sleep(delay)
          setStep(1,0,1,1)
          time.sleep(delay)

我在youtube上发现了测序-> zuMw8

这个家伙解释了他是如何设置的，就像你的面包板和所有东西一样(我没有用面包板)，我只是插入了他在5:22的“前进”视频中显示的数字，然后倒转桌子从3读到0，得到了“向后”的值。

我现在被困在试图找出如何加速步进电机，但我对python不太有经验，我觉得这个过程将涉及添加一个速度变量，这取决于每一步之间的延迟时间。也有半步和微步序列，我试图探索，但一直未能找到任何相关的资源。

我可以提供我的设置是什么样子的图片，我们可以比较/帮助对方在我们的小项目。让我知道“向前”和“向后”的顺序是否对你有用。祝好运!