（12）树莓派B+ GPIO控制四驱车

吐槽一下：本人还是个小白，CSDN文章分类不知道选哪个

如果你手上的材料是五线四相步进电机驱动板ULN2003+五线四相步进电机28BYJ-48-5V，那么应该算是非常幸运，因为这两样是配套的，一个驱动板可以接一个步进电机，实现正转、反转、加速、减速的功能（个人猜测）。很多人因为在购置树莓派外围设备时，没有考虑清楚，随随便便就买了电机和驱动板，导致无法正常驱动电机，譬如我买的是带4个直流电机的四驱车，其中的电机只有两条线接正极和负极，以及ULN2003五线四相步进电机驱动板，这两样是不配套的，不配套也没关系，仍然可以实现简单的逻辑比如一个电机的单向运转。

两路电机驱动H桥L9110电机驱动模块则是为了直接驱动直流电机，它可以同时驱动2个直流电机正转或反转，或者1个4线2相步进电机。如果准备买自带4个直流电机的小车，可以考虑买这块驱动板。

L298N电机驱动板模块也是2路H桥，可以同时驱动两个直流电机，并且ENA、ENB使能后，可以对两个电机进行调速，功能上比L9110要全面。

下面对比一下这三种驱动：

型号          模式               电机数量     输入                              输出               逻辑电压 逻辑电流     驱动电压     驱动电流     说明

L298N       H桥双路直流     2              IN1~IN4, ENDA, ENDB     OUT1~OUT4          5V       <36mA       5V-35V       单桥<2A     可变速

ULN2003    5线4相步进     1 或 2        IN1-IN4（7）                 OUT1-OUT5（7）   5V                                                           直流电机不能变向

L9110       H桥双路直流     2              IA1,IB1,IA2,IB2               OA1,OB1,OA2,OB2                             2.5-12V       <0.8A         可变向不可变速

综上，如果用直流电机，则推荐使用L298N作为驱动，如果是5线4相步进电机，则推荐使用ULN2003，如果是4线2相则推荐使用L9110。根据推荐来组合电机和驱动板，都是比较配套的，通过树莓派GPIO控制起来也比较方便，按照驱动板说明即可。下面主要介绍如何用ULN2003驱动4驱车前进后退。

因为ULN2003和直流电机并不是很搭，只能驱动直流电机正转或者反转，不能直接进行反向操作，如果想要反向，需要接上拉电阻（这个我不懂啊。。。），对于我们这些小白来说有点难度，但我们又非要用ULN2003实现直流4驱小车的前进和后退，怎么办呢？

我也是在没什么便捷办法的情况下，想到了从4驱降成2驱这个方案，什么意思呢？就是小车前进和后退时都只有2个直流电机工作，也就是说由一块ULN2003驱动2个直流电机正转实现前进，另一块驱动另外2个直流电机反转实现后退，电机的正转反转只需要把它的正负极颠倒即可，我们把正转的2个电机的正极接到电源正极，负极由ULN2003控制，反转的2个电机的负极接到电源正极，电机正极由另一块ULN2003控制。。这样就解决了不能反向的问题，唯一的缺点是，驱动力太小，车上的重物太重的话有可能跑不起来。

把思路变成线路，徒手画的树莓派+LLN2003驱动板+面包板+直流电机的连线图如下：

上图中，树莓派GPIO标号为BOARD模式，即引脚编号1~40。用11 13 15 29接前进驱动版的IN1~IN4，驱动板电源接口接5V电源，OUT1 OUT2分别接两个正转电机的负极，正转电机的正极接在外接5V电源上。当树莓派11引脚输出HIGH、13引脚输出LOW时，电机M1正向转动；当树莓派15引脚输出HIGH、29引脚输出LOW时，电机M2正向转动；小车前进就让两个电机都正向转动1秒，小车转弯就让其中一个电机正向转动0.3秒，连续操作就可以不停地走。注意到，每次操作前GPIO的电平都reset成LOW，操作完毕后还要reset成LOW，否则会一直转（容易出现原地打转的情况）。同理，31 33 35 37接后退驱动板，其他都和前进的差不多，区别是后退的电机负极接在电源的正极上。

这里扯个了两个小技巧：1）可以把一条母对母杜邦线中间剪断分成两份，最为电机连接线，这样电机的正负极就有了方便连接的接口；2）电机在小车上固定好以后，先测好电机的正负极，统一以小车前进方向为基准，接在电源正极的就认为是电机正极，在纸上写明“+”、“-”，并用胶带固定在电机两条线上，这样在连接控制电路时，直接就可以知道是正转还是反转。

用fritzing画的线路图，这里面的ULN2003并不是完整的驱动板，当然直接使用这个也是完全可以的，连接好对应的引脚即可：

我的ULN2003驱动板如下：

用RPi.GPIO库实现的前进、后退、左转、右转的python3（注意版本，python2.7的需要手动修改一下下） 代码如下：

import RPi.GPIO as GPIO

import time

def init():

     GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

     GPIO.setup(11, GPIO.OUT)

     GPIO.setup(13, GPIO.OUT)

     GPIO.setup(15, GPIO.OUT)

     GPIO.setup(29, GPIO.OUT)

     GPIO.setup(31, GPIO.OUT)

     GPIO.setup(33, GPIO.OUT)

     GPIO.setup(35, GPIO.OUT)

     GPIO.setup(37, GPIO.OUT)

def reset_back():

     GPIO.output(11, GPIO.LOW)

     GPIO.output(13, GPIO.LOW)

     GPIO.output(15, GPIO.LOW)

     GPIO.output(29, GPIO.LOW)

     def reset_forward():

     GPIO.output(31, GPIO.LOW)

     GPIO.output(33, GPIO.LOW)

     GPIO.output(35, GPIO.LOW)

     GPIO.output(37, GPIO.LOW)

def set_back():

     GPIO.output(11, GPIO.HIGH)

     GPIO.output(15, GPIO.HIGH)

def set_forward():

     GPIO.output(31, GPIO.HIGH)

     GPIO.output(35, GPIO.HIGH)

def set_left():

     GPIO.output(35, GPIO.HIGH)

     time.sleep(0.3)

     GPIO.output(35, GPIO.LOW)

def set_right():

     GPIO.output(31, GPIO.HIGH)

     time.sleep(0.3)

     GPIO.output(31, GPIO.LOW)

def back():

     reset_forward()

     reset_back()

     set_back()

     time.sleep(1)

     reset_forward()

     reset_back()

def forward():

     reset_back()

     reset_forward()

     set_forward()

     time.sleep(1)

     reset_back()

     reset_forward()

def left():

     reset_back()

     reset_forward()

     set_left()

def right():

     reset_back()

     reset_forward()

     set_right()

if __name__ == "__main__":

     try:

          init()

          forward()

          back()

          left()

          time.sleep(1)

          right()

     except KeyboardInterrupt as e:

          print(e)

     except Exception as e:

          print(e)

     finally:

          GPIO.cleanup()

老规矩，最后附送一张实物图：

PS：我的移动电源是20000mAh的，双输出口，5V 1A和5V 2.1A，可以同时给树莓派和面包板供电，但是太重了！！我把这一坨东西放在小车上，想着可以摆脱充电器的束缚，没想到小车马力不足，跑不动。。。。。情何以堪