Pythonでステッピングモーターを動かす

Pythonでステッピングモーターを動かす

本記事の背景

現在の相場は分かりませんが、昔は100円で簡単に試せる「28BYJ-48」という安い世界で一番安いステッピングモーターがあります。データシート

ステッピングモーターの原理と配線とかは割愛しますが、Pythonで動かすことができます。
C言語で動かすこともできますが、コンパイルが必要だったりといろいろ面倒でした。
ソースコードは以下参照

# -*- coding: utf-8 -*-
from time import sleep
from gpiozero import OutputDevice as stepper
import datetime
import sys

class C28BYJ48:

    def __init__(self, IN1, IN2, IN3, IN4):
        self.IN1 = stepper(IN1)
        self.IN2 = stepper(IN2)
        self.IN3 = stepper(IN3)
        self.IN4 = stepper(IN4)
        #Setting GPIO
        self.stepPins = [self.IN1, self.IN2, self.IN3, self.IN4]
        self.sequenceNumber = 0
        self.stepCount = 8

    def seq(self):
        return [[1,0,0,1], [1,0,0,0],[1,1,0,0],[0,1,0,0],[0,1,1,0],[0,0,1,0],[0,0,1,1],[0,0,0,1]]

    def SetRoll(self, angle, wait):
        #入力値が0以下の場合
        if angle <= 0 : return 0,0
        #回転ステップ数の計算
        #カメラ台座ギア比2：1のため、角度入力値を二倍にします
        steps = int((angle * 2) * 4096 / 360)
        #回転インターバル時間の計算
        #入力値分単位を秒単位へ変換
        interval = float(wait * 60.0 / steps)
        return steps, interval

    #シーケンスのピンをセットする
    def SetPinVoltage(self, NSeq):
        self.sequenceNumber = NSeq
        for pin in range(0,4):
            xPin = self.stepPins[pin]
            seq = self.seq()
            if seq[self.sequenceNumber][pin]!=0:
                xPin.on()
            else:
                xPin.off()

    def run(self, angle, wait, direction):
        # Set to 1 for clockwise
        # Set to -1 for anti-clockwise
        self.direction = direction
        #回転設定
        steps, interval = self.SetRoll(angle, wait)
        for i in range(0, steps):
            self.SetPinVoltage(self.sequenceNumber)
            self.sequenceNumber += self.direction
            if self.sequenceNumber >= self.stepCount:
                self.sequenceNumber = 0
            if self.sequenceNumber < 0:
                self.sequenceNumber = self.stepCount + self.direction
            sleep(interval)

if __name__ == '__main__':
    StepMotor = C28BYJ48(12,16,20,21)
    while True:
       #時計周り 180度回転/撮影時間1分
        StepMotor.run(180, 0.1, 1)
        sleep(2)
        #反時計周り 180度回転/撮影時間1分
        StepMotor.run(180, 0.1, -1)
        sleep(2)  

サービスの設定

上記のプログラムは単体でも動きますが、起動後にプログラムを実行する必要がある為少々面倒のため、RaspberryPi起動後にサービスをセットすることにより、自動実行できるようにします。
サービス本体は以下のように作成と配置を行います。

pi@raspberrypi:/etc/systemd/system $ pwd
/etc/systemd/system
pi@raspberrypi:/etc/systemd/system $ cat move_mouse_cursol.service 
[Unit]
Description=move mouse cursole by stepping motor
After=network.target

[Service]
User=pi
WorkingDirectory=/home/pi/smartlife/camera_control
ExecStart=python gpiozero_stepping.py

[Install]
WantedBy=multi-user.target

システムコントロールに追加します。

pi@raspberrypi:/etc/systemd/system $ sudo systemctl enable move_mouse_cursol
pi@raspberrypi:/etc/systemd/system $ sudo systemctl is-enabled move_mouse_cursol
enabled

最後に

これでRaspberryPiを起動すると自動的にステッピングモーターを自動的に回すことができるようになります。