Raspberry : utiliser la carte d'extension Motor Shield de SB Components

• Site de SB Component sur le Motot Shield : http://sb-components.co.uk/motor-shield.html
• schéma de la carte Motor Shield : motor_shield_schematic.pdf
• Information sur le Pont-H L293D : https://wiki.mchobby.be/index.php?title=Pont-H_L293D

La carte d'extension Motor Shield pour Raspberry Pi permet de contrôler :

• 4 moteurs à courant continu (DC) ou 2 moteurs pas à pas en utilisant le Pont-H de puissance moyenne (600mA) L293D qui a les caractéristiques et les fonctionnalités suivantes :
  • fournir un courant de sortie jusqu'à 1A et une tension maximale de 24 V,
  • réaliser l'inversion de la polarisation aux bornes des moteurs,
  • contrôler la vitesse du moteur à l'aide d'un signal PWM.
• 2 capteurs infrarouge (IR),
• un capteur à ultrasons.

La gestion d'un moteur nécessite :

• de créer un objet PWM pour gérer la puissance du moteur
• d'utiliser conjointement les deux GPIO pour définir le sens de rotation du moteur.

Exemple pour le moteur 1 :

import RPi.GPIO as GPIO 
import time
 
# Utiliser la numérotation électronique du GPIO  
GPIO.setmode(GPIO.BCM) 
 
# définir les broches du GPIO à utiliser en sortie dans un tableau associatif
moteur1 = {"PWM":17, "Avancer":27, "Reculer":22}
 
# Configurer les broches en sortie
GPIO.setup(moteur1["PWM"], GPIO.OUT)
GPIO.setup(moteur1["Avancer"], GPIO.OUT)
GPIO.setup(moteur1["Reculer"], GPIO.OUT)
 
# creation d'un objet PWM appelé moteurPWM en précisant le numero de broche (moteur1["PWM"]) et la frequence (50Hz)
moteurPWM = GPIO.PWM(moteur1["PWM"], 50)
 
# demarrage du PWM avec un cycle a 0 : moteur arrêté off
moteurPWM.start(0)
 
# définir le rapport cyclique à 20 pour faire tourner le moteur 1 à 20% de sa puissance 
moteurPWM.ChangeDutyCycle(50)
 
# faire tourner le moteur dans un sens pendant 2 secondes
GPIO.output(moteur1["Avancer"],GPIO.HIGH)
GPIO.output(moteur1["Reculer"],GPIO.LOW)
time.sleep(2)
GPIO.output(moteur1["Avancer"],GPIO.LOW)
GPIO.output(moteur1["Reculer"],GPIO.LOW)
 
# Arreter le PWM
moteurPWM.stop()
 
# libérer le port du GPIO utilisé
GPIO.cleanup()

Pour activer l'éclairage d'une flèche, il suffit :

• de définir les broches concernées en sortie,
• de mettre la sortie à l'état haut pour activer l'éclairage.

import RPi.GPIO as GPIO
import time
 
# Utiliser la numerotation electronique du GPIO  
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
 
# définir les broches du GPIO a utiliser en sortie dans un tableau associatif
fleche={"avancer":16, "reculer":19, "droite":13, "gauche":26}
 
# Configurer les broches en sortie
GPIO.setup(fleche["avancer"],GPIO.OUT)
GPIO.setup(fleche["reculer"],GPIO.OUT)
GPIO.setup(fleche["droite"],GPIO.OUT)
GPIO.setup(fleche["gauche"],GPIO.OUT)
 
print("Activer la flèche avancer pendant 1 seconde :")
GPIO.output(fleche["avancer"],GPIO.HIGH)
time.sleep(1)
GPIO.output(fleche["avancer"],GPIO.LOW)
time.sleep(1)
 
print("Activer la flèche reculer pendant 1 seconde :")
GPIO.output(fleche["reculer"],GPIO.HIGH)
time.sleep(1)
GPIO.output(fleche["reculer"],GPIO.LOW)
time.sleep(1)
 
print("Activer la flèche droite pendant 1 seconde :")
GPIO.output(fleche["droite"],GPIO.HIGH)
time.sleep(1)
GPIO.output(fleche["droite"],GPIO.LOW)
time.sleep(1)
 
print("Activer la flèche gauche pendant 1 seconde :")
GPIO.output(fleche["gauche"],GPIO.HIGH)
time.sleep(1)
GPIO.output(fleche["gauche"],GPIO.LOW)
time.sleep(1)
 
# libérer les ports du GPIO utilises
GPIO.cleanup()

Un émetteur d’ultrasons (Tx) envoie un train d’ondes sonores (8 impulsions à 40kHz) qui se réfléchissent sur un obstacle et reviennent vers un récepteur (Rx). Connaissant la vitesse du son dans l’air (environ 340 m/s) il suffit de diviser par 2 le temps mis par les ondes pour faire l’aller-retour et calcule alors la distance de l'obstacle.

Pour en savoir plus :

• https://www.framboise314.fr/mesure-de-distance-par-ultrasons-avec-le-raspberry-pi/
• http://espace-raspberry-francais.fr/Composants/Mesure-de-distance-avec-HC-SR04-Raspberry-Francais/

Pour mesurer la distance d'un obstacle on procède de la manière suivante :

• on envoie sur l'entrée Trig du capteur HC-SR04 un train d'onde pendant un très bref instant de 10 micro secondes (0.00001 s),
• DES QUE LE TRAIN EST EMIS, l'entrée Echo délivre une tensions de 5 v
• dès que l'entrée Echo détecte le retour du train d'onde, l'entrée n'est plus à 5V.

import RPi.GPIO as GPIO
import time
 
# Utiliser la numerotation electronique du GPIO  
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
 
# définir les broches du GPIO a utiliser en sortie pour envoyer le train d'onde et en entrée pour la réception
ultrason={"envoi":5, "echo":6}
 
# Configurer les broches 
GPIO.setup(ultrason["envoi"],GPIO.OUT)
GPIO.setup(ultrason["echo"],GPIO.IN)
 
# fonction qui retourne la distance d'un obtacle
def distance():
    # generation du train d’ondes ultrasonores
    GPIO.output(ultrason["envoi"], GPIO.HIGH)
    time.sleep(0.00001)
    GPIO.output(ultrason["envoi"], GPIO.LOW)
    start = time.time()
 
    # boucler tant que l'entree n'est pas à l'etat haut 
    while GPIO.input(ultrason["echo"])==0:
       pass
 
    # enregistrement du temps de départ
    debutImpulsion= time.time()
 
    # boucler tant que l'entree n'est pas revenue à un etat bas 
    while GPIO.input(ultrason["echo"])==1:
       pass
 
    # enregistre le temps quand l'entree n'est plus à l'état haut 
    finImpulsion  = time.time()
 
    # calcul de la distance en cm arrondie à l'entier
    distance = round((finImpulsion - debutImpulsion) * 343*100/2,1)
 
    # renvoyer la valeur de la distance
    return distance
 
# lancer la fonction distance() jusqu'à l'appui d'une touche
while True:
   try:
      # lancement de la fonction distance() et affichage du résultat obtenu
      print(distance())
 
      # attendre 1 seconde avant de relancer la détermination de la distance
      time.sleep(1)
 
   except KeyboardInterrupt:
      # arreter le programme
      pass
 
# libérer les ports du GPIO utilises
GPIO.cleanup()