1.电机简介
电机是在IoT领域经常用到的一个重要模块，大到使用在农业中的水泵、电动大棚，小到机器人、甚至镜头中的微型马达，都需要使用到电机，可以说电机是为设备提供机械动力的重要来源之一。
而步进电机又是电机中较为复杂的一类，它是基于最基本的电磁铁原理，它接收外部的电脉冲信号，通过其内部的逻辑电路，控制步进电机的绕组以一定的时序正向或反向通电，从而产生电磁场，使得电机正向/反向旋转，或者锁定。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比，而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。
本文就以时下最火的HaaS100开发板为例，描述一下如何控制步进电机
2.核心模块
HaaS100核心板
HaaS100是一款物联网场景中的标准硬件，并配套嵌入到硬件中的软件驱动及功能模块，为用户提供物联网设备高效开发服务。
HaaS100核心板有着丰富的外设接口，如下所示，足够用来控制电机，以及驱动器了：
步进电机
电机型号：42BYGH39-401A
电流：1.5A 输出力矩：0.4Nm（牛米）
机身长度：39mm出轴长度：21mm
出轴轴径：5mm
出轴方式：单/双出轴（默认发单轴）
出线方式： 二相四根引出线 （黑色A+绿色A-红色B+蓝色B-）
电机驱动器
驱动器型号：TB6600升级版
脉冲信号：3.3v/5V/24V兼容，不需要窜电阻
输入电压： DC（直流）9～42V 适应恶劣的电网环境
电流：4A 的速度自适应电路，电流自动寻优
细分数：6400细分
3.硬件接线方法
电机和驱动器有两种接法，本文采用共阴极接法
HaaS100和驱动器接线如下：
HaaS100接口 |
驱动器接口 |
功能 |
PIN3（GND） |
ENA- |
接地 |
PIN10（GPIO_P2_2） |
ENA+ |
电机使能 |
PIN4（GND） |
DIR- |
接地 |
PIN12（GPIO_P2_3） |
DIR+ |
电机方向控制 |
PIN7（GND） |
PUL- |
接地 |
PIN9（GPIO_P2_5） |
PUL+ |
PWM脉冲信号输出 |
4.软件开发
4.1 首先根据https://help.aliyun.com/document_detail/184184.html?spm=a2c4g.11186623.6.701.d706566froCbj8的快速开始搭建好HaaS100的软件开发环境。
4.2 在solution/helloworld_demo.c中添加gpio和pwm的依赖:
## 第二部分：依赖信息
depends:
- cli: dev_aos
- osal_aos: dev_aos
- haas100: dev_aos
- gpio: dev_aos
- pwm: dev_aos
4.3.在components/drivers/peripheral/gpio/gpio_example.c中增加电机相关控制代码
int vfs_gpio_motor_test(){
int ret = 0;
int fd = 0;
int i=0;
int val=0;
char buffer[16];
struct gpio_io_config config;
fd = open("/dev/gpio", 0);
ddkc_info("open gpio %s, fd:%d\r\n", fd >= 0 ? "success" : "fail", fd);
if (fd >= 0) {
//驱动器是能端ENA+
config.id = 18; //GPIO2_2
config.config = GPIO_IO_OUTPUT | GPIO_IO_OUTPUT_PP;
config.data = 0;
ret = ioctl(fd, IOC_GPIO_SET, (unsigned long)&config);
ddkc_info("gpio write %d return %d\r\n", config.data, ret);
usleep(1000000);
//驱动器是能端DIR+
config.id = 19; //GPIO2_3
config.config = GPIO_IO_OUTPUT | GPIO_IO_OUTPUT_PP;
config.data = 1;
ret = ioctl(fd, IOC_GPIO_SET, (unsigned long)&config);
ddkc_info("gpio write %d return %d\r\n", config.data, ret);
usleep(1000000);
}
}
struct cli_command vfs_gpio_cli_cmds[] = {
{ "gpiot", "gpio test", vfs_gpio_cli_cmd, },
{ "gpio_out_pp", "gpio test output pp", vfs_gpio_motor_test, },
};
4.4.在components/drivers/peripheral/gpio/package.yaml中添加example
source_file:
- "src/*.c"
- "example/gpio_example.c" //要打开注释
4.5.编译和烧录
4.6.启动板子在串口中输入：
#控制gpio口
gpio_out_pp
#控制pwm脉冲输出，3表示PWM3,100HZ频率，持续输出10s
pwm 3 100 10
5.结语
至此，步进电机已经可以转动了，通过调节频率以及DIR的高低电平变可以控制电机的转速和方向。另外在开发过程中有任何问题，欢迎在我们的官网：
询问“HaaS百事通”
