【CAVEDU講堂】使用DF燈光/馬達控制板,透過電腦來控制馬達轉速

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作者/圖片來源:CAVEDU 教育團隊

本篇要介紹 DF燈光/馬達控制板的使用方式,這片控制板的優點就是可以透過電腦來控制PWM輸出。其模組的外接電源支持5~24伏特的電壓,可以驅動 50瓦的直流馬達,或等於控制5米長LED光條的亮度,適合用於沉水馬達水量控制、散熱風扇的轉速控制、燈光調節控制…等。

由於這個模組的PWM輸出的訊號控制非常多元,所以筆者只針對直流馬達的轉速控制來做測試,有興趣的讀者也可以透過本文的方法,將直流馬達改成LED燈條來做測試。

這片DF燈光/馬達控制板 提供了以下方式來進行PWM訊號控制:

  • 電腦透過傳輸線,執行軟體控制。
  • 電腦透過傳輸線,執行Python程式控制。
  • Arduino(或LinIt7697等開發板)燒錄程式後,透過序列埠(UART)控制。
  • 直接外接旋轉電位計(又稱可變電阻)控制。

另外DF網站也提供了在樹莓派中執行Python程式,透過UART的方式控制,所以控制PWM輸出的方式相當多元,以下來介紹這塊DF燈光/馬達控制板模組,如圖所示。

如何控制PWM輸出

接下來針對上述幾點的方式來說明PWM控制,但請注意必須都要外接電源才可以驅動PWM控制。

1. 電腦透過傳輸線,執行軟體控制

(1). 連接電腦USB孔、外接電源、直流馬達

下圖將解說如何連接電腦USB孔、外接電源、直流馬達。

(2). 安裝USB驅動程式(本篇以Windows電腦為主)
驅動程式請由此下載

解壓縮後安裝請安裝下方之執行檔,安裝完畢會在電腦的裝置管理員找到COM號。

由上個步驟找到COM號後,請開啟控制介面程式,這是第一種不需寫程式就可以直接控制DF燈光/馬達控制板。軟體下載請點我

開啟DF燈光/馬達控制板的控制介面程式,下圖為執行檔 (Light and Motor Driver.exe)。

開啟DF燈光/馬達控制板的控制介面程式後,執行方式:

  1. 先找到DF燈光/馬達控制板裝置的連接埠號。
  2. 勾選欲控制的頻道。目前測試A頻道有效,讀者們可以試試看B、C頻道。
  3. 調整此頻道的PWM輸出,數值為0~255。
  4. 按下Start

相關選項如下圖所示。

實際操作影片如下:

2. 電腦透過傳輸線,執行Python程式控制。

DF網站提供了2種不同的Python套件模組安裝Python程式控制,程式亦可以在樹莓派上執行,本範例示範在電腦使用Anaconda執行,若要安裝Anaconda 請參考本文【AI人工智慧-神經運算】環境建置:安裝Anaconda、Tensorflow、Keras與openCV(Windows篇)

以下說明套件安裝步驟及程式執行。

(1). 使用

1
pinpong

函式庫控制

● 下載程式
請由本連結取得PWM_motor_concroller_via_python_pinpong_library.py檔案。

● 請於 anaconda prompt 中安裝pinpong套件:


1
pip install pinpong library

● 改程式,第17行需改成電腦的序列埠號,如下圖所示。若不知序列埠號,請回顧以上的『1.電腦透過傳輸線,執行軟體控制』的第2步


1
pwmd = DRI0050(port="COM14")

● 輸入以下指令執行程式


1
python  PWM_motor_concroller_via_python_pinpong_library.py

實際操作影片如下:

(2). 使用modbus函式庫控制

● 下載程式
由此下載

1
PWM_motor_concroller_via_python_pinpong_library.py

檔案

● 第17行需改成電腦的序列埠號,如下圖所示。若不知序列埠號,請回顧『1.電腦透過傳輸線,執行軟體控制』的第2步


1
PORT = "COM14"

● 請於 Anconda prompt 中安裝相關套件


1
pip install pyserial modbus_tk

● 執行程式


1
python PWM_motor_concroller_via_python_modbus_library.py

實際操作影片如下:

3. Arduino(或LinIt7697等開發板)燒錄程式後,透過序列埠(UART)控制

DF燈光/馬達控制板也可以透過Arduino開發板燒錄程式,接TX、RX的腳位來控制,請由此下載 PWM_motor_concroller.ino程式,並透過 Arduino IDE 燒錄到開發板。

以下說明如何連接Arduino的TX、RX腳位,如下圖所示。

實際操作影片如下:

4. 外接旋轉電位計(又稱可變電阻)控制

最後一種操作本控制板的法是外接旋轉電位計,這是第二種不需寫程式來控制PWM訊號輸出,如下圖所示。

實際操作影片如下:

(本文經CAVEDU同意轉載,原文連結;責任編輯:謝涵如)

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CAVEDU 教育團隊是由一群對教育充滿熱情的大孩子所組成的機器人科學教育團隊。致力推動國內機器人教育。

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