R-5 PWMの利用
■ はじめに
今、RaspberryPiに挑戦している。 今回はPWM 制御について演習を実施した。 ラズパイを鉄道模型に活用しようとした場合には、このPWM制御は必要となるので、しっかり演習しておこう。
■ 演習９： PWM信号によるLEDの明るさの制御
教則本の８章ではPWM 制御について説明されています。 Arduino UNO ではPWM信号を生成するための回路が６チャネルも組み込んれていますが、ラズパイに於いては２チャネルのみで、それも専用のモジュールソフトをインストールする必要があるとのこと。 しかし、精度は低いものの、ソフト的に出力できる方法が提供されています。 ソフト的に実施するので、出力ポートの制約はないようです。 モータやLEDの明るさ制御には、この制度の低いPWM信号で充分であるとのことなのでこの方法から演習します。
GPIO.setup(25, GPIO.OUT)
p1 = GPIO.PWM(25, 50) # GPIO=25、周波数50Hz
p1.start(0)
try:
while True:
duty = xx.x # duty比を設定
p1.ChangeDutyCycle(duty)
-------------
p.stop()
教則本には、まず、ひとつのLEDの明るさを調整する演習がありました。 そのサンプルプログラムの08-01-led.py で解説されていたポイントを要点すると、右の様に記述するとのことです。
ピン番号25のピンに50HzのPWM信号を出力する場合には、
p1.start(0) にてduty = 0 で開始し、 p1.ChangeDutyCycle(duty) で信号を出し、p.stop() で停止する簡単な命令で実施出来るです。
Arduino では analogWrite(ピン指定, duty） で出力しますし、duty変数は０〜255 の値を使うなどの違いがあるようです。
さて、今回はこのひとつのLEDの明るさを調整する演習をパスして、フルカラーLEDの明るさ制御を演習した。 その時の回路図を下に示します。 RGBフルカラーLED OSTA5131A を使い、プログラムは教則本のサンプルプログラム 08-02-rgbled.py をそのまま使用しました。
■ 演習１０： PWM信号によるDCモータの速度制御
今度は、LEDの代わりにDCモータを制御する。 モータドライバーは TA7291P を使い、モータは FA-130RAにした。 あとから気が付いたが、このモータは標準が1.5volt であり、電圧範囲は1.5〜3.0volt であったので、５ボルト電源ではヤバかったかも知れないのだ。
def accel():
inputVal0 = readadc(adc_pin0, SPICLK, SPIMOSI,
SPIMISO, SPICS)
if inputVal0 > 100 and inputVal0 < 2048:
p1.ChangeDutyCycle(0)
duty = (2048-inputVal0)*70/2048
for i in range(1,10):
duty_a = duty*i/10
p0.ChangeDutyCycle(duty_a)
sleep(0.8)
elif inputVal0 >= 2048 and inputVal0 < 4000:
p0.ChangeDutyCycle(0)
duty = (inputVal0-2048)*70/2048
for i in range(1,10):
duty_a = duty*i/10
p1.ChangeDutyCycle(duty_a)
sleep(0.8)
def brake():
inputVal0 = readadc(adc_pin0, SPICLK, SPIMOSI,
SPIMISO, SPICS)
if inputVal0 > 100 and inputVal0 < 2048:
p1.ChangeDutyCycle(0)
duty = (2048-inputVal0)*70/2048
for i in range(1,10):
duty_a = duty*(10-i)/10
p0.ChangeDutyCycle(duty_a)
sleep(0.8)
elif inputVal0 >= 2048 and inputVal0 < 4000:
p0.ChangeDutyCycle(0)
duty = (inputVal0-2048)*70/2048
for i in range(1,10):
duty_a = duty*(10-i)/10
p1.ChangeDutyCycle(duty_a)
sleep(0.8)
------------------
try:
while True:
accel()
sleep(5)
brake()
sleep(3)
プログラムは教則本のサンプルプログラム 08-03-dcmotor.py をそのまま使用してテストしたが、このままでは面白くなかったので鉄道模型の電車の運転ｊ制御を想定して、発進と停止を実行するように変更してみた。
発進時のモータ回転をアップする関数と、停止時の回転をダウンさせる関数をつくり、それを交互に読み出す部分を追加した。 最大回転数はボリュームで調整し、ADコンバータから readadc で読み取っている部分は、サンプルの通りである。
ここで、for 命令の書き方が教則本には記述されていなかった。 そこでArduino の例に従って記述したものの、エラーばかりであったので、ネットで調べて記述し直した。 書き方が違うのである！
もう少しスマートな記述方法があると思われるが、無事に機能しているので良しとしよう。
**************** 続く **************************