30、树莓派运动控制与距离检测全解析

树莓派运动控制与距离检测全解析

1. 电机控制基础

在使用树莓派实现复杂运动时，常见的电机类型有伺服电机、直流电机和步进电机。
- 伺服电机 ：用于创建角运动。
- 直流电机 ：搭配 H - 桥驱动器可实现方向运动和速度控制。
- 步进电机 ：适用于精确运动。

在网上有很多步进电机的教程和示例，但由于其底层的复杂性，并非所有示例都能清晰解释其工作原理。需要注意的是，“步”的定义可能因使用场景而异，这也是不同示例中同一步进电机的步数引用差异较大的原因。

以下是一些常见电机使用过程中的问题及思考：
1. 伺服电机不能完全向左或向右旋转，原因是什么以及如何解决？
2. 伺服电机在左右极限位置发出噪音，为什么？
3. 控制直流电机时，H - 桥相比单个晶体管有什么优势？
4. 使用 L293D H - 桥 IC 时，按照数据手册操作但电机无法制动，原因是什么？
5. 5 伏电机通过 L293D H - 桥连接时比直接连接 5 伏电源旋转更慢，为什么？
6. 步进电机振动但不转动，可能是什么问题？
7. 能否直接通过树莓派的四个 GPIO 引脚驱动步进电机？

2. 运动检测与距离测量概述

运动检测和距离测量在许多自动化项目中非常有用。运动检测可用于如自动开灯、报警系统、计数器或检测轴的旋转等；距离测量可用于碰撞检测电路、测量水箱水位等。
我们将探讨两种运动检测技术和两种距离测量方法：
|检测类型|技术方法|