ESP32でDCモーターのPWM制御をM5Stack core2のスライダーで操作してみる（micropython）

前回、M5Stack core2のスライダーからESP32のLEDをPWM制御してみました。↓

https://denkenmusic.com/m5stack-core2のスライダーでesp32のledをpwm制御してみる

　前回、M5StackからUDP通信でESP32のLチカをやってみました。↓　今回はM5Stackからスライダーを使い、その値をESP32へ渡してLEDをPWM制御したいと思います。スライダーの機能はM5Stack core2ならUiFlowで超絶簡単に実装できるので、今回はcore2を使用しました。他は前回と同じような構成です。プログラムはどちらのデバイスもmicropythonで記述しています。　　初めに使うもの・M5Stack core2・ESP32・ブレッドボード・LED2個、抵抗・ジャンピングワイヤー　構成M5Stack core2（スライダーを２つ実装） ⇒　UDP　⇒　ESP32（受け取った...

今回はLEDをDCモーターに変えて、一本のスライダーで正転、後転する仕組みをPWMを使って作成します。

前回作成したスライダーの左側、縦の方を使います。中央が停止、上にスライドで正転、下にスライドで後転するようにします。

※右側のスライダーはステアリングに使用するので、とりあえず今回はなにもせず保留。

1 初めに
- 1.1 概要
- 1.2 構成
2 余談
3 プログラム
- 3.1 クライアント側、M5Stack core2（micropython）
- 3.2 サーバー側、M5Stack core2（micropython）
4 完成

初めに

概要

前回同様、M5StackをクライアントとしてUDPでESP32に接続させます。スライダーの値をESP32が受け取って、値に応じた動作をさせます。

M5Stack core2（クライアント側、コントローラー）　⇒　UDP　⇒　ESP32（サーバー側）、DCモーター駆動

構成

・M5Stack core2

・ESP32

・DCモーター、DCモータードライバ

・ブレッドボード、ジャンパーピン

余談

ESP32でDCモーターを駆動するにあたり、モーター駆動時のみピンポイントで下記エラーが頻繁に発生いたしました。

”Guru Meditation Error: Core 1 panic’ed (LoadProhibited). Exception was unhandled.”

メモリ不足とか電力不足等で発生するみたいですが、どちらも思い当たる節がなく。。

丸1日悩みましたが、結果、ESP32のファームウェアを違うものにインストールし直した所改善しました。↓

変更前　esp32-20220117-v1.18 .bin

変更後　esp32-ota-20220320-unstable-v1.18-221-g94a9b5066.bin

ESP-WROOM-32D DevKitC-32Dという基板を使用していますが、ESP32のファームウェアが無数にあり、はっきりいってどれが正解か分かりません。。↑のも正解かはわかりません。。

とりあえず上記エラーが発生した場合は、一度ファームウェアの変更を考えてみるのもいいと思います。

プログラム

クライアント側、M5Stack core2（micropython）

from m5stack_ui import *
from socket import socket, AF_INET, SOCK_DGRAM
import time
import network
from m5stack import *
from machine import Pin
from uiflow import *

screen = M5Screen()
screen.clean_screen()
screen.set_screen_bg_color(0xFFFFFF)

dstip = "サーバーIP"
dstport = ポート番号

wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
wlan.active(True)
if not wlan.isconnected():
    print('connecting to network...')
    wlan.connect('Buffalo-G-29CE', 'AKANE0918')
    while not wlan.isconnected():
        pass
    print('network config:', wlan.ifconfig())
    
s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    
Slider = M5Slider(50,50,12,150,0,100,0x888888,0x000fff)
Slider2 = M5Slider(150,111,150,12,0,100,0x888888,0x000fff)

Slider.set_bg_color(0x888888)
Slider2.set_bg_color(0x888888)
Slider.set_color(0x000fff)
Slider2.set_color(0x000fff)
Slider.set_range(-1023,1023)
Slider2.set_range(0,100)
Slider.set_value(0)
Slider2.set_value(50)

while(True):
    #global data
    data = str(Slider.get_value())
    data = "A" + data
    print(data)
    s.sendto(data, (dstip, dstport))
    #print(Slider2.get_value())
    data2 = str(Slider2.get_value())
    data2 = "B" + data2
    print(data2)
    s.sendto(data2, (dstip, dstport))
    time.sleep(0.01)

from m5stack_ui import *

from socket import socket, AF_INET, SOCK_DGRAM

import time

import network

from m5stack import *

from machine import Pin

from uiflow import *

screen = M5Screen()

screen.clean_screen()

screen.set_screen_bg_color(0xFFFFFF)

dstip = "サーバーIP"

dstport = ポート番号

wlan = network.WLAN(network.STA_IF)

wlan.active(True)

if not wlan.isconnected():

print('connecting to network...')

wlan.connect('Buffalo-G-29CE', 'AKANE0918')

while not wlan.isconnected():

pass

print('network config:', wlan.ifconfig())

s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

Slider = M5Slider(50,50,12,150,0,100,0x888888,0x000fff)

Slider2 = M5Slider(150,111,150,12,0,100,0x888888,0x000fff)

Slider.set_bg_color(0x888888)

Slider2.set_bg_color(0x888888)

Slider.set_color(0x000fff)

Slider2.set_color(0x000fff)

Slider.set_range(-1023,1023)

Slider2.set_range(0,100)

Slider.set_value(0)

Slider2.set_value(50)

while(True):

#global data

data = str(Slider.get_value())

data = "A" + data

print(data)

s.sendto(data, (dstip, dstport))

#print(Slider2.get_value())

data2 = str(Slider2.get_value())

data2 = "B" + data2

print(data2)

s.sendto(data2, (dstip, dstport))

time.sleep(0.01)

先頭のWIFI接続は割愛します。

スライダーのレンジに-1023~1023を指定していますが、これはPWMのデューティサイクルの値になります。

デューティサイクルは 0 (全オフ)と 1023 (全オン)の間であり、512 は 50% のデューティとなります。この最小値/最大値を超える値は切り捨てられます。

マイナスを付けているのは、ESP32側で正転か後転かの判別を付けるためです。

サーバー側、M5Stack core2（micropython）

from socket import socket, AF_INET, SOCK_DGRAM
import time
import network
from machine import PWM, Pin

HOST = "IP"
PORT = ポート番号

wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
wlan.active(True)
if not wlan.isconnected():
    print('connecting to network...')
    wlan.connect('Buffalo-G-29CE', 'AKANE0918')
    while not wlan.isconnected():
        pass
    print('network config:', wlan.ifconfig())

s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
s.bind((HOST, PORT))
print("bind")

frequency = 5000
p1 = PWM(Pin(32), frequency)
p2 = PWM(Pin(33), frequency)

while(True):
    msg = s.recv(64)    
    msg = msg.decode()
    if "A" in msg:
        msgA = msg[1:]
        msgA = int(msgA)
        if msgA > 100:
            p2.duty(0)
            p1.duty(msgA)
            print(msgA)
        elif msgA < -100:
            msgA = str(msgA)
            msgA = msgA[1:]
            msgA = int(msgA)
            p1.duty(0)
            p2.duty(msgA)
            print(msgA)
        else:
            p1.duty(0)
            p2.duty(0)
            print(msgA)
    time.sleep(0.01)
s.close()

from socket import socket, AF_INET, SOCK_DGRAM

import time

import network

from machine import PWM, Pin

HOST = "IP"

PORT = ポート番号

wlan = network.WLAN(network.STA_IF)

wlan.active(True)

if not wlan.isconnected():

print('connecting to network...')

wlan.connect('Buffalo-G-29CE', 'AKANE0918')

while not wlan.isconnected():

pass

print('network config:', wlan.ifconfig())

s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

s.bind((HOST, PORT))

print("bind")

frequency = 5000

p1 = PWM(Pin(32), frequency)

p2 = PWM(Pin(33), frequency)

while(True):

msg = s.recv(64)

msg = msg.decode()

if "A" in msg:

msgA = msg[1:]

msgA = int(msgA)

if msgA > 100:

p2.duty(0)

p1.duty(msgA)

print(msgA)

elif msgA < -100:

msgA = str(msgA)

msgA = msgA[1:]

msgA = int(msgA)

p1.duty(0)

p2.duty(msgA)

print(msgA)

else:

p1.duty(0)

p2.duty(0)

print(msgA)

time.sleep(0.01)

s.close()

PWMの周波数は５Khzとし、２つの出力ピンでPWMのインスタンスを作成します。

ループ処理ではスライダーの値を随時受け取り、デューティー比に応じてP1,P2の出力電圧が変動します。

左右のスライダーを識別するためにA,Bの文字列を数値に先頭に付けていますので、if文の初めで一度先頭文字を削除していますが、マイナス符号（後転）の場合はもう一度先頭文字を削除する必要があります。

プラス＝正転、マイナス＝後転、数値100～-100は停止、としています。

完成

こんな感じで制御できます。↓

DCモーターをpwm制御。
スライダーで正転と後転 pic.twitter.com/izYgzpA4NT
— ロビヲ (@ketunorobio) March 12, 2022

次回は右側のスライダーでサーボモーターを制御させてみたいと思います。

初めに

概要

構成

余談

プログラム

クライアント側、M5Stack core2（micropython）

サーバー側、M5Stack core2（micropython）

完成

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