作成：栁澤研究室　Robo-BE用

モータの制御¶

この章では，DCモータの制御の制御を勉強していきます．

注意：配線を間違えると電池ボックスから煙が出たり，最悪ラズベリーパイが壊れます．配線をよく確認してから実行してください．¶

1.モータドライバについて¶

マイコンから直接モータを動作させるのに十分な電流を流すことはできません．そこでモータドライバを使用します．
モータドライバを使えば，回転方向や回転速度を制御することができます．
今回は2個のモータを制御できるデュアルモータードライバDRV8835を使用します．配線については，こちらを確認してください．
最初はDCモータを1個制御してみましょう．

1． まずは, はんだ付けのやり方を調べて，モータドライバとピンヘッダをはんだづけしましょう．
2.　モータドライバをブレッドボードに取り付けます．（中央部の溝をまたいで設置すること．以下ブレッドボードを利用して配線してください．）
3. 「AIN1」をラズベリーパイの21番，「AIN2」を16番に接続してみましょう．
4. 「AOUT1」にモータの接続端子を，「AOUT2」にはもう一方のモータの接続端子と接続します．
5. 「GND」とラズベリーパイのGNDを接続します．「VCC」にはラズベリーパイの５Vを接続します（Logic power)．
6． モータ用の電源（単3電池×2の電池ボックス）の赤い線を「VIN」，黒い線を「GND」に接続します．

※１はんだ付けのやり方もYouTubeなどに動画がありますので，一度見てから作業しましょう．
※２モータドライバには2か所「GND」があります．どちらに繋いでも同じですが，上記HPの図に従って配線することを勧めます．
※３電池ボックスの赤と黒の配線は逆にしてはいけません．電池ボックスをONにする前にもう一度確認してください．

2.DCモータの制御（パターン1）¶

まずは単純にモータを回転させるプログラムを試してみましょう．

from gpiozero import LED
from time import sleep
 
m1 = LED(21)  ##方向制御1　(IN1)
m2 = LED(16)  ##方向制御2（IN2）

print("start")
m1.on()
m2.off()
sleep(2)
 
m1.off()
m2.off()
sleep(2)
 
print("end")

3.DCモータの制御（パターン2）¶

今度はモータの回転速度を制御するプログラムです．３章で学んだPWM信号を使います．

from gpiozero import LED
from gpiozero import PWMLED
from time import sleep
 
m1 = LED(21)
m2 = PWMLED(16)
 
m1.off()
print("25%")
m2.value=0.25
sleep(2)

print("50%")
m2.value=0.5
sleep(2)

print("100%")
m2.value=1
sleep(2)

m1.off()
m2.off()
sleep(2)
 
print("end")

課題12：デューティ比0，25，50，100％のときのPWM波形をオシロスコープで確認し，グラフをまとめましょう．グラフを書く時は、ONとOFFの比率に注目して書きましょう．

※オシロスコープを使うときはTAに声をかけてください．

4.DCモータの制御（Motorの関数を使う場合）¶

今度は別の書き方を試してみましょう．GPIOZEROにはMotorというモータを制御するためのモジュールが用意されていますので，これを使ってみましょう．
まずは，正転，逆転，停止の命令の書き方を覚えましょう．なお，配線はこれまでと同じです．

from gpiozero import Motor
from time import sleep
 
motor = Motor(forward=21, backward=16) ##IN1,IN2をそれぞれGPIO21,16番に接続

print("start")
motor.forward()
sleep(2)
 
motor.backward()
sleep(2)
 
motor.stop()
print("end")

ここまではこのページに記載されているサンプルコードを基に課題に取り組んできたと思いますが，
プログラムが書けるようになるには，自分でリファレンスマニュアルや資料を探して，プログラミングできる必要があります．
多くのリファレンスや資料は，英語書かれています．苦手意識がある人もいるかもしれませんが，まずは挑戦してみましょう．

まず最初は，モータの速度を変更する場合，どうしたらいいのかは以下を調べてみましょう．
https://gpiozero.readthedocs.io/en/stable/api_output.html#gpiozero.Motor

課題13：繰り返し分を使ってモータの回転速度が段階的に早くなるプログラムを作成しましょう．

課題14：モータを２個制御するプログラムを作成してみましょう．

5.DCモータの制御（Robotの関数を使う場合）¶

2個のDCモータを制御する場合は，GPIOZEROでは「Robot」という便利な関数があります．
https://gpiozero.readthedocs.io/en/stable/api_boards.html#gpiozero.Robot