手把手教你打造智能小车（3）-小车跑起来

1. 配件列表

下面这些配件是制作小车需要的东西，直接到网上购买，某宝上都有，就不给链接了，免得有做广告的嫌疑。

LED灯，数量不限，最好5个以上吧，怕烧坏的话就多备几个，反正不贵。
L298n 电机驱动板，1个。
驱动电机，4个。有些是和车架一起卖的。
车架及轮子等，1套。这个五花八门的太多，如果要做成跟我一样的，就到这里买，如果你觉得质量不够好，可以到网上找更好的。
18650 电池，3节，以及相应的电池盒。这个是给电机供电的，因为电机的耗电量有点大，所以推荐使用可充电电池，如果不选择这个，那么四节干电池也是可以的。
杜邦线，公对母，母对母，公对公各 20 左右，多备点更好。长度以 20cm 为宜。

有这些就可以打造可以进行方向控制的小车了，至于功能升级要用到的传感器，在后面的教程里会具体再说。

2. 小车组装

有关树莓派的准备工作已经做好了，下面正式开始小车的制作。
首先把小车车架拼好，买来的车架包括 4 个直流电机、4个轮胎、一个电池盒、各种螺丝以及接线等等。如下图。

车架一般是配有有说明书的，组装车架本身也并不复杂，用固定片把各个电机固定好就基本 OK 了，需要注意的是马达朝向、螺丝朝向等小细节，有时候朝向不对会卡住轮子，或者不方便后续的绕线等操作。下图是电机安装图。

图中的接线，红色代表正极，黑色代表负极。之后连接 L298n 电机驱动板的时候是要这样对接的。所以同一侧的电机，正负极应该是相对的。不过装错了也问题不大，后期跑起来的时候，感觉方向不对可以拆了重装。所以这一次，我们没有必要把所有螺丝都拧上，免得拆起来麻烦。

2. L298n 电机驱动

树莓派一般使用 L298n 模块来驱动电机。L298N的实物图如下。

这个模块要与树莓派和直流电机相连，并且由一个独立的 12V 左右的电源供电。

引脚的接法如下。

电源部分

12v power ：接 7~12 v 直流电源。接树莓派 GPIO 口输出的 5v 是不能带动的，而且对树莓派来说也并不安全。所以推荐独立的电源。上文提到 4 节干电池或者 3 节 18650 锂电池都可以。

Power GND : 接地口。接树莓派的任何一个 GND 口都可以。

5v power: 这个需要接树莓派 GPIO 口的 5v 输出接口。

输入部分

A Enable : 接 GPIO 口。电机 A 使能和 PWM 调速。

Logic Input : 接 4 个 GPIO 口。上面两个脚 Input1 、Input2 (靠近 A Enable )控制电机 A；下面两个脚 Input3、Input4 （靠近 B Enable）控制电机 B。

B Enable : 接 GPIO口。电机 B 使能和 PWM 调速。

输出部分：

Output A : 接电机 A 。

Output B : 接电机 B 。

总结一下就是 A Enable 、Input1、Input2 控制电机 A 的运行，B Enable、Input3、Input4 控制电机 B 的运行。

A 电机是指左边的电机，B 电机是指右边的电机。这里我们一边同时接两个电机。

如何控制的呢？下面是对电机 A 进行控制的真值表。

直流电机	旋转方式	IN1	IN2	IN3	IN4	使能端 A	使能端 B
M1	正转	高	低	–	–	高	–
	反转	低	高	–	–	高	–
	停止	低	低	–	–	高	–
M2	正转	–	–	高	低	–	高
	反转	–	–	低	高	–	高
	停止	–	–	低	低	–	高

按照真值表的指示，给各个接口施加相应的高低电平，电机就可以工作了。

3. 电机转动

树莓派和 L298n 以及马达接线连接起来之后，我们就应该来试试如何用树莓派通过 Python 来控制这个马达的转动。

树莓派的 33、11、12 脚分别连到 A Enable、IN1 、IN2（把短接帽拿掉）。

由控制表可知给 33 脚高电平，11 脚高电平，12 脚低电平，电机就会正转。

新建 motorStart.py 文件，写入代码：

import RPi.GPIO as GPIO
import time
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

def go():
    GPIO.setup(33,GPIO.OUT)
    GPIO.setup(11,GPIO.OUT)
    GPIO.setup(12,GPIO.OUT)
    GPIO.output(33,True)
    GPIO.output(11,True)
    GPIO.output(12,False)

go()
#延时2秒之后执行cleanup释放GPIO接口
time.sleep(2)
GPIO.cleanup()

代码写完之后我们保存退出，接着执行一下观看马达有没有转动。

4. 车速控制

刚刚说过，A Enable 是用来控制 A 电机的行驶速度的，那么该如何实现了。

实现方式就是之前说过的 PWM。使用 PWM 控制 A Enable 端的平均电压的高低，较高的电压使车速增加，较低的电压使车速减小。而控制平均输出的电压的高低就是占空比。
在 carCtrl.py 文件中加入如下代码

ENA = 33
def changeSpeed():
	leftpwm = GPIO.PWM(ENA, 50)
	leftpwm.stop()
	leftpwm.start(100)
	leftpwm.ChangeDutyCycle(50)
	print('changeSpeed'+50)

changeSpeed()

我们发现，电机的行驶速度减慢了。如果电机没有减速，而是直接停下了，那么有可能是电源电压太低了，请使用 12V 及以上的电源。