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Raspberry Pi モータードライバーボード v1.0

Raspberry Pi モータードライバーボード v1.0 は、Freescale MC33932 デュアル H-ブリッジパワー IC をベースにしており、単一ブリッジあたり最大 5.0A のピーク電流で誘導負荷を制御することができます。このボードを使用することで、Raspberry Pi B/B+/A+ および Pi 2 Model B を使用して 2 つの DC モーターを駆動し、それぞれの速度と方向を独立して制御することができます。

Raspberry Pi モータードライバーボード v1.0 は、6V～28V の非常に広い入力電圧範囲をサポートしています。また、オンボード DC/DC コンバーターは非常に広い入力電圧範囲をサポートしており、最大 1000mA の電流で Raspberry Pi に 5V の電源を供給することができます。そのため、モーターを駆動し、Raspberry Pi を電源供給するために 1 つの電源だけが必要です。

特徴​

  • 出力短絡保護（VPWR または GND への短絡）
  • 内部の一定オフ時間 PWM による過電流制限（調整）
  • 温度依存の電流制限閾値の低減
  • Raspberry Pi 3B/3B+/4 互換

仕様​

項目

最小

標準

最大

単位

動作電圧

6

/

28

VDC

DC/DC 出力:

/

5V/1000mA

/

出力電流（各チャンネル）

/

2（連続動作）

5（ピーク）

A

PWM 周波数

/

/

11

kHz

出力デューティ範囲

0

/

100

 %

ロジック入力電圧

-0.3

/

7

V

動作温度

-40

/

120

℃

寸法

91.20 56.15 32

mm

ハードウェア概要​

  • J1: DC 入力コネクタ。
  • J2: モータードライバ出力コネクタ。
  • EN,FT: EN 制御およびフォールトフラグ検出用ジャンパー。EN ジャンパーをショートすると、EN 信号が D4 ピンにマッピングされ、D4 ピンで H-ブリッジの出力を無効化したり、フォールトフラグをリセットしたりすることができます。FT ジャンパーをショートすると、フォールトフラグ信号が D3 ピンにマッピングされ、D3 ピンからフォールトフラグを読み取ることができます。
  • IO: ロジック電圧レベル選択ジャンパー。このジャンパーから制御ロジック電圧レベルを選択できます。
  • 電源供給: J1（DC 入力コネクタ）からシールドに電源を供給する必要があります。入力電圧範囲は 6Vdc ～ 28Vdc に設定できます。オンボード DC/DC コンバーターは DC 入力電圧を 5Vdc 出力電圧に変換してロジック回路に供給します。DC/DC コンバーターは最大 100mA の電流でマイクロコントローラーボード（Arduino/Seeeduino）を「5V」ピンから電源供給することもできます。
  • モーターインターフェース：Out 1 と Out 2（Out 3 と Out 4）は DC モーター用のモーター A(B) に接続します。
caution

動作中に H-ブリッジ IC や PCB ボードに触れないでください。フルロード動作の場合、温度が最大 100 度に達する可能性があります。

使用方法​

このデモでは、Raspberry Pi B を使用して Raspberry Pi モータードライバーボード v1.0 を使用し、DC モーターを前進および後退させる方法を示します。

ハードウェアインストール​

  • Raspberry Pi B & Raspberry Pi モータードライバーボード v1.0
  • ハードウェア接続は以下の図の通り

ネットワークに接続し、電源を供給します。

ソフトウェア部分​

  1. Motor_Driver.py と PiSoftPwn.py を同じフォルダにダウンロードします。以下は Motor_Driver.py のコードです。
#!/usr/bin/python
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import signal   

from PiSoftPwm import *

#print 'Go_1...'
#frequency = 1.0 / self.sc_1.GetValue()
#speed = self.sc_2.GetValue()

class Motor():
    def __init__(self):
    # MC33932 pins
        self.PWMA = 25  
        self.PWMB = 22
        self._IN1 = 23  
        self._IN2 = 24 
        self._IN3 = 17
        self._IN4 = 27

    # Initialize PWMA PWMB 
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)
        GPIO.setup(self.PWMA, GPIO.OUT)
        GPIO.setup(self.PWMB, GPIO.OUT)
        GPIO.output(self.PWMA, True)
        GPIO.output(self.PWMB, True)

    # Initialize PWM outputs
        self.OUT_1  = PiSoftPwm(0.1, 100, self._IN1, GPIO.BCM)
        self.OUT_2  = PiSoftPwm(0.1, 100, self._IN2, GPIO.BCM)
        self.OUT_3  = PiSoftPwm(0.1, 100, self._IN3, GPIO.BCM)
        self.OUT_4  = PiSoftPwm(0.1, 100, self._IN4, GPIO.BCM)

        # Close pwm output
        self.OUT_1.start(0)
        self.OUT_2.start(0)
        self.OUT_3.start(0)
        self.OUT_4.start(0)

        self.frequency = 0.01
        self.duty = 60

    def Setting(self, frequency, duty):
        self.frequency = frequency
        self.duty = duty

    def Go_1(self):
        self.OUT_1.changeBaseTime(self.frequency)
        self.OUT_2.changeBaseTime(self.frequency)
        self.OUT_1.changeNbSlicesOn(self.duty)
        self.OUT_2.changeNbSlicesOn(0)

    def Back_1(self):
        self.OUT_1.changeBaseTime(self.frequency)
        self.OUT_2.changeBaseTime(self.frequency)
        self.OUT_1.changeNbSlicesOn(0)
        self.OUT_2.changeNbSlicesOn(self.duty)

    def Go_2(self):
        self.OUT_3.changeBaseTime(self.frequency)
        self.OUT_4.changeBaseTime(self.frequency)
        self.OUT_3.changeNbSlicesOn(0)
        self.OUT_4.changeNbSlicesOn(self.duty)

    def Back_2(self):
        self.OUT_3.changeBaseTime(self.frequency)
        self.OUT_4.changeBaseTime(self.frequency)
        self.OUT_3.changeNbSlicesOn(self.duty)
        self.OUT_4.changeNbSlicesOn(0)

    def Stop(self):
        self.OUT_1.changeNbSlicesOn(0)
        self.OUT_2.changeNbSlicesOn(0)
        self.OUT_3.changeNbSlicesOn(0)
        self.OUT_4.changeNbSlicesOn(0)

if __name__=="__main__":
    motor=Motor()
    # Called on process interruption. Set all pins to "Input" default mode.
    def endProcess(signalnum = None, handler = None):
        motor.OUT_1.stop()
        motor.OUT_2.stop()
        motor.OUT_3.stop()
        motor.OUT_4.stop()
        motor.GPIO.cleanup()
        exit(0)

    # Prepare handlers for process exit
    signal.signal(signal.SIGTERM, endProcess)
    signal.signal(signal.SIGINT, endProcess)
    signal.signal(signal.SIGHUP, endProcess)
    signal.signal (signal.SIGQUIT, endProcess)

    motor.Setting(0.01, 60)
    print 'motor start...'
    while True:
        print 'motor A turning forward...'
        motor.Go_1()
        time.sleep(1)
        print 'motor A turning backward...'
        motor.Back_1()
        time.sleep(1)
        print 'motor A stop...'
     motor.Stop()
     time.sleep(1)
        print 'motor B turning forward...'
        motor.Go_2()
        time.sleep(1)
        print 'motor B turning backward...'
        motor.Back_2()
        time.sleep(1)
        print 'motor B stop...'
     motor.Stop()
     time.sleep(1)

2.このプログラムを実行します。Raspberry Pi Motor Driver Board v1.0 上の LED1 と LED2 が交互に点灯し、LED3 と LED4 も交互に点灯します。

これは、Out 1 と Out 2 (Out 3 と Out 4) がモーター A (B) を前進および後退に接続していることを意味します。

3.以下の現象を確認できます：

シリアルコンソール：

Raspberry Pi Motor Driver Board v1.0: 緑色の LED と青色の LED が交互に点灯します。

回路図オンラインビューア​

リソース​

技術サポート & 製品ディスカッション​

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