Jetson NanoでDCモーターを制御する方法

VKLSVAN 2個セット L298N DCステッパモータドライバコントローラボードモジュールデュアルHブリッジ Arduinoと互換

ポチップ

モータードライバはL298Nを搭載したモジュールを使用しています。同じICであれば基板のメーカーが違っても使用できるかと思います。

VKLSVAN

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ロボットのフレーム、モーター類はAmazonや楽天で販売されているキットを使用しています。

専用品ではないので、Jetsonやモータードライバ基板は止めれそうな位置のビスだけで固定しています。（4点では固定できていません）
この辺りは3Dプリンター等を持っていない場は、割り切って使うしかないかなと思っています。

Amazonで「スマートカー」等のキーワードで検索すると同じようなキットが見つかります。

楽天などでも安価で売られています。
ネジ穴が合わない場合はドリルで加工するなどの処理が必要です。

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ハードウェアの接続

今回、モータードライバICはL298Nを使用します。モータードライバの詳細については以下の記事で解説していますので、あわせてご覧ください。

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L298NモジュールとJetson NanoのGPIOを配線して接続していきます。

今回のはJetson NanoとL298Nの端子の対応表は以下となります。

Jetson Nano GPIO	L298Nモジュール制御端子
GPIO32	ENB
GPIO33	ENA
GPIO16	IN1
GPIO18	IN2
GPIO22	IN4
GPIO23	IN3
GND	GND

実装方法

ここからは実際にPythonのコードの実装方法を解説します。

回転方向

モーターの回転方向の制御はモータドライバモジュール（L298N）の端子IN1～IN4に対してON/OFFのデジタル信号を入力することで行います。
Jetson NanoからデジタルのON/OFF信号を出力する方法は以下の記事で解説しています。

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作成したソースコード

作成したソースコードは以下の通りです。
今回は動作テストということでPWMデューティ比80%固定で、両モーターを進行方向に回転させるように処理を実装しました。

import Jetson.GPIO as GPIO
import time

#PWMピン番号を指定
output_pwm1 = 32
output_pwm2 = 33

#DIOピン番号を指定
output_pin1 = 22
output_pin2 = 24
output_pin3 = 16
output_pin4 = 18

#デューティを指定
duty1 = 80 #デューティー比を%で指定
duty2 = 80 #デューティー比を%で指定

#PWM周波数を設定
freq = 1000 #PWM周波数をHzで指定

#GPIOのpin指定方法を設定
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

#PWMピン設定
GPIO.setup(output_pwm1, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)
GPIO.setup(output_pwm2, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)
pwm1 = GPIO.PWM(output_pwm1, freq) #周波数を設定
pwm2 = GPIO.PWM(output_pwm2, freq) #周波数を設定

#DIOピン設定
GPIO.setup(22, GPIO.OUT)
GPIO.setup(24, GPIO.OUT)
GPIO.setup(16, GPIO.OUT)
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)

#左回転
def turn_left():
	GPIO.output(output_pin1, 1)
	GPIO.output(output_pin2, 0)
	GPIO.output(output_pin3, 0)
	GPIO.output(output_pin4, 1)

#右回転
def turn_right():
	GPIO.output(output_pin1, 0)
	GPIO.output(output_pin2, 1)
	GPIO.output(output_pin3, 1)
	GPIO.output(output_pin4, 0)

#前進
def forward():
	GPIO.output(output_pin1, 1)
	GPIO.output(output_pin2, 0)
	GPIO.output(output_pin3, 1)
	GPIO.output(output_pin4, 0)

#後退
def back():
	GPIO.output(output_pin1, 0)
	GPIO.output(output_pin2, 1)
	GPIO.output(output_pin3, 0)
	GPIO.output(output_pin4, 1)


def main():
	# GPIOでモータの回転方向を制御
	forward()

	#PWM出力
	pwm1.start(duty1) #Dutyを設定
	pwm2.start(duty2) #Dutyを設定

	try:
		while True:
			pass
	finally:
		#CTRL+Cで停止
		#PWM停止
		pwm1.stop()
		pwm2.stop()

		#GPIO初期化
		GPIO.cleanup()

if __name__ == '__main__':
    main()

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実行結果

こちらが先ほどのプログラムを実行したときの動画です。
後ろのオシロスコープにはENAとENBに対して出力したPWM信号が表示されています。

両モーターを進行方向に回転させることができました。
オシロスコープはOWON製のものを使用しています。

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