In dieser Lektion werden wir Ihnen zeigen, wie Sie das OSOYOO Pie Robot Car aufbauen.
Wir werden Python verwenden, um ein einfaches Programm zu erstellen, das die zwei Motoren K1 und K3 dazu bringt, sich für zwei Sekunden vorwärts und dann für zwei Sekunden rückwärts zu drehen. Sie werden lernen, wie Python digitale Signale an die GPIO-Pins sendet und wie man PWM-Signale (analog) an das PCA9685-Modul schickt.
Falls Sie sich für die C++ Programmierung interessieren, finden Sie unter folgendem Link passenden C++ Code und eine Anleitung: https://osoyoo.com/?p=37327
II. Teile und Module
1x OSOYOO Chassis mit zwei Acrylplatten
2x OSOYOO DC-Motoren und Räder
1x Raspberry Pi 4|3|3B Platine (NICHT im Lieferumfang enthalten)
1x OSOYOO Model Pi Motortreibermodul
1x OSOYOO PCA9685 kompatibles Modul
1x OSOYOO Spannungsmesser
1x 18650 Akkubox
2x 18650 Akkus
Benötigte Verbindungskabel
III. Aufbau der Hardware
1) Entfernen Sie die Schutzfolien von der oberen und unteren Fahrzeugplatte (jede Platte hat eine Schutzfolie).
2) Installieren Sie die zwei Motoren mit Metall-Motorhaltern wie folgt:
3) Befestigen Sie die zwei Motoren mit den Schrauben M3*10 (Die Schrauben befinden sich in der Verpackung der Metallmotorhalter).
4) Installieren Sie das OSOYOO Modell Pi Motortreibermodul mit vier M2,5 Plastikschrauben, Plastikdistanzschrauben und Plastikmuttern an der unteren Platte des Autos. (Bitte stellen Sie sicher, dass Sie das Motortreibermodul in der richtigen Orientierung festschrauben.)
5) Montieren Sie das PCA9685-kompatible Modul mit zwei M2,5-Kunststoffschrauben, Kunststoffdistanzschrauben und Kunststoffmuttern an der unteren Platte.
6) Schrauben Sie den Spannungsmesser mit zwei M2,5 Kunststoffschrauben, Kunststoffdistanzschrauben und Kunststoffmuttern am unteren Fahrzeugrahmen an.
7) Montieren Sie die Kugelrolle mit zwei M3x10 Sechskantschrauben und M3-Muttern an den unteren Fahrzeugrahmen.
8) Befestigen Sie die vier Messingsechskantdistanzstangen mit vier M3x20 Sechskantschrauben und M3-Muttern an der unteren Fahrzeugplatte.
9) Sie müssen das zweiadrige 20cm lange Buchse-zu-Buchse-Kabel und das dreiadrige 20cm lange Buchse-zu-Buchse-Kabel an passender Stelle auf das PCA9685 kompatiblen Modul stecken. Verwenden Sie das dreiardige 15cm lange Buchse-zu-Buchse-Kabel, um den Spannungsmesser an die OSOYOO Modell Pi Motortreiberplatine anzuschließen.
10) Befestigen Sie das Raspberry Pi Board mit vier M2,5 Plastikschrauben, Plastikdistanzschrauben und Plastikmuttern auf dem Chassis des Fahrzeugs.
11) Montieren Sie die 18650 Akkubox mit vier M3x10 Schrauben und Muttern am oberen Fahrzeugrahmen.
12) Verbinden Sie den Anschluss der Akkubox mit dem OSOYOO Modell Pi Modul gemäß der folgenden Grafik:
ENA wird an PCA9685 PWM0 angeschlossen, ENB an PCA9685 PWM1. Motoranschlusspin K1 und K2 sind gleich, K3 und K4 sind gleich.
13) Verbinden Sie die obere Platte mit der unteren Platte durch vier M3*10 Sechskantschrauben und vier M3 Plastikringe. Anschließend montieren Sie dann die zwei Räder auf die Motoren.
VI. Schaltverbindungen
Das wichtigste Modul dieses Bausatzes ist das OSOYOO Model Pi Motorsteuerungsmodul – ein verbessertes L298N Modul, das die Motoren und den Raspberry Pi gleichzeitig steuert und mit Strom versorgt.
Das OSOYOO Model Pi L298N Modul ist das perfekte Motor-Treiber-Board für Raspberry Pi Projekte mit sich bewegenden Teilen wie Roboter, RC-Autos, Drohnen, Mini-Wetterstationen und weiteren.
Dieses Modul unterstützt alle Funktionen des L298N-Gleichstrommotortreibers. Außerdem verfügt es über einen USB-5V-Ausgang, der die Raspberry Pi Minicomputer mit einer stabilen Spannung versorgen kann.
Die I/O-Pins sind vollständig kompatibel mit L298N, einschließlich EnableA/IN1/IN2/IN3/IN4/EnableB. Zwei PWM-Ausgangskanäle für die Steuerung beider Räder sind vorhanden. Jeder Kanal hat zwei Ausgangsbuchsen (K1/K2 für die rechten Räder und K3/K4 für die linken Räder)
Es gibt sechs Eingangssignalpins: ENA,IN1,IN2,IN3,IN4,ENB sowie zwei Paare von Ausgangsbuchsen (K1/K2, K3/4), die mit dem linken und rechten Motor verbunden werden.
Als Eingangsstromquelle können 7,5V bis 24V-Batterien verwendet werden (wir empfehlen die Verwendung von zwei Tandem-18650-Akkus, sechs AAA Tandembatterien oder zwei parallelen 9V-Batterien für das Pie Robot Car).
Der USB-Anschluss liefert eine stabile Leistung von 5V/2,4A.
Abbildung 1: Verbinden Sie das PCA9685-kompatible Moduk mit dem Raspberry Pi wie dargestellt.
Abbildung 2: Verbinden Sie die sechs Steuerpins des OSOYOO Model Pi mit den GPIO-Pins des Raspberry Pi und dem kompatiblen Modul PCA9685.
Abbildung 3: Zeigt Anschlussplan des OSOYOO Model Pi und Raspberry Pi.
Pin ENA erhält ein PWM-Signal (analoges Stromsignal) von Raspberry Pi. Wenn der ENA-Strom hoch ist, haben K1 und K2 eine höhere Drehgeschwindigkeit.
Bei entsprechendem hohen Strom an Pin ENB erzielen dann K3 und K4 eine höhere Drehgeschwindigkeit.
Die digitalen Eingangspins IN1 und IN2 bestimmen die Drehrichtung des Motors an K1 und K2. Wenn IN1=HIGH(1), IN2=LOW(0), bewegt sich der Motor an K1 oder K2 vorwärts. Wenn IN1=LOW(0), IN2=HIGH(1), bewegt sich der K1- oder K2-Motor rückwärts. Wenn IN1 und IN2 die gleiche Spannung haben, bewegt sich der K1/K2-Motor nicht.
Die digitalen Eingangspins IN3 und IN4 bestimmen die Drehrichtung des Motors von K3 und K4 entsprechend. Wenn IN3=HIGH(1), IN4=LOW(0), bewegt sich der Motor an K3 oder K4 vorwärts. Wenn IN3=LOW(0), IN4=HIGH(1), bewegt sich der an K3 oder K4 angeschlossene Motor rückwärts. Wenn IN3 und IN4 die gleiche Spannung haben, bewegt sich der K3/K4-Motor nicht.
OS: Raspbian (OS Raspbian 2020-05-27 wird in den folgenden Lektionen verwendet)
Schritt 1: Vorbereitung Bevor Sie den Raspberry Pi anschließen, müssen Sie das Raspbian Operation System (OS) auf der SD-Karte installieren. (überspringen Sie diesen Schritt, wenn auf Ihrer SD-Karte das OS Raspbian Image vorinstalliert ist.)
Schließen Sie zunächst den Raspberry Pi an Ihren HDMI-Monitor oder Fernseher an. Schließen Sie eine Tastatur und eine Maus an die USB-Anschlüsse des Raspberry Pi an. Stecken Sie eine SD-Karte in den Steckplatz Ihres Raspberry Pi.
Klicken Sie auf das WLAN-Symbol oben rechts auf dem Desktop. Es sollte eine Liste von Zugangspunkten angezeigt werden, wählen Sie Ihr WLAN-Sid aus und verbinden Sie.. Sobald Ihr Pi mit dem WLAN verbunden ist, können Sie mit der Maus über das WLAN-Symbol fahren, um Ihre IP-Adresse zu sehen. Oder Sie können den Befehl hostname -Iim Terminal eingeben. Ihre lokale IP-Adresse sieht dann so aus:
Im obigen Beispiel ist 192.168.50.182 die IP-Adresse Ihres Raspberry Pi. Sie werden diese in Schritt 3 verwenden (SSH-Befehl).
Schritt 3: SSH aktivieren
Drücken Sie Strg-T und öffnen Sie das Befehlsterminal. Geben Sie dann ein: sudo raspi-config
Sie gehen in das Konfigurationsmenü und wählen Interface Options ->SSH -> Yes ->OK ->Finish
Starten Sie nun Ihren Raspberry Pi neu. Sie können PuTTY oder SSH verwenden, um aus der Ferne auf den Raspberry Pi zuzugreifen.
Schritt 4: Verwenden Sie PuTTY oder SSH, um sich mit dem Raspberry Pi zu verbinden, indem Sie Folgendes eingeben: ssh [email protected](diese Adresse stammt aus Schritt 1)
Admin: pi
Password: raspberry
Schritt 5: I2C aktivieren
Wenn Sie I2C nicht aktiviert haben, führen Sie bitte folgenden Befehl aus, um I2C zu aktivieren.
sudo raspi-config
Wählen Sie dann Interfacing Options->I2C->Yes->Ok->Finish
Schritt 6:Wenn Sie keine rpi.gpio und adafruit-pca9685 Bibliothek haben, verwenden Sie den folgenden Befehl, um die Bibliothek zu installieren.
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install rpi.gpio
Wenn Sie Python 2 auf dem Raspberry Pi 3 verwenden, geben Sie ein:
sudo pip install adafruit-pca9685
Wenn Sie Python 3 auf dem Raspberry Pi 4 verwenden, geben Sie ein:
sudo pip3 install adafruit-pca9685
Step 7: Geben Sie den folgenden Befehl ein, um den Beispielcode herunterzuladen.
If you are using Python 2 in Raspberry Pi 3/3B+ type:
python picar-basic.py
Wenn Sie Python 3 in Raspberry Pi 4 verwenden, geben Sie ein:
python3 picar-basic.py
VI. Nutzung und Funktionsweise
Nachdem obiger Python-Code gestartet ist, bewegen sich die Motoren 0,75 Sekunden vorwärts und dann 0,75 Sekunden rückwärts, drehen sich 0,75 Sekunden nach links und 0,75 Sekunden nach rechts und halten dann an.
Wir haben den Python-Beispielcode unter http://osoyoo.com/driver/picar/picar-basic.py ausführlich kommentiert. Wenn Sie über einige grundlegende Python-Kenntnisse verfügen, können Sie leicht verstehen, wie Sie den Code für Ihre eigene Anwendung anpassen können.
Wenn Sie Python 2 auf dem Raspberry Pi 3 verwenden, geben Sie ein: