python3实现raspberry pi(树莓派)4驱小车控制程序


Posted in Python onFebruary 12, 2020

 0. 写在前面:

一两个月前偶然得到一个树莓派一代,发现还是挺强大的,然后就考虑着自己实现一个四驱小车。因为本身是学软件的,所以利用软件来控制实实在在可见的硬件一直是自己的一个梦想。所以当时也是花了很多时间来琢磨、实验小车控制方面的东西。因为时间过去比较久了,这里也就只是记录一下当时踩过的坑、实现的一些思路以及绝大部分源代码。截止当前,我的树莓派小车实现的主要功能是:

  • 控制小车前进、后退、左转、右转、后退左转、后退右转
  • 摄像头两路舵机控制(实现摄像头上下左右旋转)
  • 网页版小车控制程序(小车控制程序、实时监控、摄像头旋转控制)
  • 微信小程序版小车控制程序(功能基本同上)

(本文只是介绍上述的第一个功能,其他功能的实现在后续的博文中介绍)

1. 准备:

  • 给树莓派安装系统(这个网上资料太多,一搜一大把,我装的是raspbian)
  • 安装python3
  • 准备四个步进电机,电机驱动,并组装连接好(我都是在某宝上买的,电机及其组件是在“亚博智能科技”买的,驱动是在“深圳市艾尔赛科技”上买的L298N四路电机驱动)

一些可能遇到的坑:

  • 首先要注意电机驱动的输入电压,电压过低很可能无法带动电机(当然也不可过高)
  • 电机驱动输入有一个GND,这个一定要连接树莓派的一个GND输出,否则可能出现电机驱动异常(我当时遇到的情况是:手接触驱动电路中的金属电机就可以正常转动,手一松开电机就不能正常运转了)

2. 基本思路:

  • 将连接端口作为一个配置文件,该配置文件定义小车需要使用的端口
  • 控制程序读取配置文件,并实现小车的方向控制
  • 小车控制程序定义了私有的向各个方向移动的方法,然后定义一个方法接受方向参数,该方法内部再调用具体的移动方法

需要说明的是:由于使用引脚的不同,以及电机安装位置的差异,所以不能保证以下程序能够直接使用。

3. 配置文件内容如下(文件名为:config.ini):

[car]
# This is the parmaters that will control the car's wheels
# The number is the interface number of GPIO (GPIO.BOARD)
LEFT_FRONT_1 = 7
LEFT_FRONT_2 = 11
 
RIGHT_FRONT_1 = 13
RIGHT_FRONT_2 = 15
 
LEFT_BEHIND_1 = 31
LEFT_BEHIND_2 = 33
 
RIGHT_BEHIND_1 = 35
RIGHT_BEHIND_2 = 37

4. 小车控制程序(文件名为:car_controler.py):

# coding=utf-8
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import configparser
 
 
class FourWheelDriveCar():
 # Define the number of all the GPIO that will used for the 4wd car
 
 def __init__(self):
  '''
  1. Read pin number from configure file
  2. Init all GPIO configureation
  '''
  config = configparser.ConfigParser()
  config.read("config.ini")
  self.LEFT_FRONT_1 = config.getint("car", "LEFT_FRONT_1")
  self.LEFT_FRONT_2 = config.getint("car", "LEFT_FRONT_2")
 
  self.RIGHT_FRONT_1 = config.getint("car", "RIGHT_FRONT_1")
  self.RIGHT_FRONT_2 = config.getint("car", "RIGHT_FRONT_2")
 
  self.LEFT_BEHIND_1 = config.getint("car", "LEFT_BEHIND_1")
  self.LEFT_BEHIND_2 = config.getint("car", "LEFT_BEHIND_2")
 
  self.RIGHT_BEHIND_1 = config.getint("car", "RIGHT_BEHIND_1")
  self.RIGHT_BEHIND_2 = config.getint("car", "RIGHT_BEHIND_2")
 
  GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
  GPIO.setwarnings(False)
  GPIO.setup(self.LEFT_FRONT_1, GPIO.OUT)
  GPIO.setup(self.LEFT_FRONT_2, GPIO.OUT)
  GPIO.setup(self.RIGHT_FRONT_1, GPIO.OUT)
  GPIO.setup(self.RIGHT_FRONT_2, GPIO.OUT)
  GPIO.setup(self.LEFT_BEHIND_1, GPIO.OUT)
  GPIO.setup(self.LEFT_BEHIND_2, GPIO.OUT)
  GPIO.setup(self.RIGHT_BEHIND_1, GPIO.OUT)
  GPIO.setup(self.RIGHT_BEHIND_2, GPIO.OUT)
 
 def reset(self):
  # Rest all the GPIO as LOW
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_2, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_2, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_2, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_2, GPIO.LOW)
 
 def __forword(self):
  self.reset()
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_1, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_2, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_1, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_2, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_1, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_2, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_1, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_2, GPIO.LOW)
 
 def __backword(self):
  self.reset()
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_2, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_2, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_2, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_2, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_1, GPIO.LOW)
 
 def __turnLeft(self):
  '''
  To turn left, the LEFT_FRONT wheel will move backword
  All other wheels move forword
  '''
  self.reset()
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_2, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_1, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_2, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_1, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_2, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_1, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_2, GPIO.LOW)
 
 def __turnRight(self):
  '''
  To turn right, the RIGHT_FRONT wheel move backword
  All other wheels move forword
  '''
  self.reset()
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_1, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_2, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_2, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_1, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_2, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_1, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_2, GPIO.LOW)
 
 def __backLeft(self):
  '''
  To go backword and turn left, the LEFT_BEHIND wheel move forword
  All other wheels move backword
  '''
  self.reset()
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_2, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_2, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_1, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_2, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_2, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_1, GPIO.LOW)
 
 def __backRight(self):
  '''
  To go backword and turn right, the RIGHT_BEHIND wheel move forword
  All other wheels move backword
  '''
  self.reset()
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_2, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.LEFT_FRONT_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_2, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.RIGHT_FRONT_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_2, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.LEFT_BEHIND_1, GPIO.LOW)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_1, GPIO.HIGH)
  GPIO.output(self.RIGHT_BEHIND_2, GPIO.LOW)
 
 def __stop(self):
  self.reset()
 
 def carMove(self, direction):
  '''
  Car move according to the input paramter - direction
  '''
  if direction == 'F':
   self.__forword()
  elif direction == 'B':
   self.__backword()
  elif direction == 'L':
   self.__turnLeft()
  elif direction == 'R':
   self.__turnRight()
  elif direction == 'BL':
   self.__backLeft()
  elif direction == 'BR':
   self.__backRight()
  elif direction == 'S':
   self.__stop()
  else:
   print("The input direction is wrong! You can just input: F, B, L, R, BL,BR or S")
 
 
if __name__ == "__main__":
 raspCar = FourWheelDriveCar()
 while(True):
  direction = input("Please input direction: ")
  raspCar.carMove(direction)

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持三水点靠木。

Python 相关文章推荐
python检测远程端口是否打开的方法
Mar 14 Python
python将字典内容存入mysql实例代码
Jan 18 Python
Django之Mode的外键自关联和引用未定义的Model方法
Dec 15 Python
Python3实现的简单工资管理系统示例
Mar 12 Python
python中的数据结构比较
May 13 Python
python 中如何获取列表的索引
Jul 02 Python
TensorFlow打印输出tensor的值
Apr 19 Python
python多进程 主进程和子进程间共享和不共享全局变量实例
Apr 25 Python
Python中的None与 NULL(即空字符)的区别详解
Sep 24 Python
Django如何重置migration的几种情景
Feb 24 Python
快速一键生成Python爬虫请求头
Mar 04 Python
Python 多线程之threading 模块的使用
Apr 14 Python
python3实现网页版raspberry pi(树莓派)小车控制
Feb 12 #Python
解决Pycharm 导入其他文件夹源码的2种方法
Feb 12 #Python
Tensorflow 模型转换 .pb convert to .lite实例
Feb 12 #Python
tensorflow的ckpt及pb模型持久化方式及转化详解
Feb 12 #Python
关于Tensorflow 模型持久化详解
Feb 12 #Python
Python qrcode 生成一个二维码的实例详解
Feb 12 #Python
python标准库sys和OS的函数使用方法与实例详解
Feb 12 #Python
You might like
PHP高级对象构建 工厂模式的使用
2012/02/05 PHP
php查询操作实现投票功能
2016/05/09 PHP
PHP 验证身份证是否合法的函数
2017/02/09 PHP
数组任意位置插入元素,删除特定元素的实例
2017/03/02 PHP
动态调用css文件——jquery的应用
2007/02/20 Javascript
CSS+Jquery实现页面圆角框方法大全
2009/12/24 Javascript
JavaScript中的isXX系列是否继续使用的分析
2011/04/16 Javascript
关于js注册事件的常用方法
2013/04/03 Javascript
将字符串转换成gb2312或者utf-8编码的参数(js版)
2013/04/10 Javascript
js使用DOM设置单选按钮、复选框及下拉菜单的方法
2015/01/20 Javascript
jquery使用each方法遍历json格式数据实例
2015/05/18 Javascript
JS实现可调整倒计时间代码分享
2015/08/18 Javascript
js改变html的原有内容实现方法
2016/10/05 Javascript
JS实现给对象动态添加属性的方法
2017/01/05 Javascript
jQuery Validate 数组 全部验证问题
2017/01/12 Javascript
ES6使用let命令更简单的实现块级作用域实例分析
2017/03/31 Javascript
微信小程序滚动Tab实现左右可滑动切换
2017/08/17 Javascript
vue下拉列表功能实例代码
2018/04/08 Javascript
Vue.JS实现垂直方向展开、收缩不定高度模块的JS组件
2018/06/19 Javascript
详解Vue依赖收集引发的问题
2019/04/22 Javascript
vue实现pdf文档在线预览功能
2019/11/26 Javascript
Nuxt的路由配置和参数传递方式
2020/11/06 Javascript
Python守护进程(daemon)代码实例
2015/03/06 Python
python使用三角迭代计算圆周率PI的方法
2015/03/20 Python
python使用WMI检测windows系统信息、硬盘信息、网卡信息的方法
2015/05/15 Python
Python 多进程和数据传递的理解
2017/10/09 Python
python面向对象实现名片管理系统文件版
2019/04/26 Python
浅析python中的del用法
2020/09/02 Python
俄罗斯珠宝市场的领导者之一:Бронницкий ювелир
2019/10/02 全球购物
Ibatis如何使用动态表名
2015/07/12 面试题
人事经理岗位职责范本
2014/08/04 职场文书
电子银行业务授权委托书
2014/10/10 职场文书
学校政风行风自查自纠报告
2014/10/21 职场文书
思想工作总结范文
2015/08/12 职场文书
AI:如何训练机器学习的模型
2021/04/16 Python
利用 JavaScript 构建命令行应用
2021/11/17 Javascript