DCMotor und AS5600 Rotary Encoder Controller mit Micropython

📝 Einleitung

Dieses Projekt bietet eine vollständige Lösung für die Steuerung von DC-Motoren (z. B. mit L298N) und die präzise Messung von Drehimpuls (RPM) über einen AS5600 Rotary Encoder. Das System kombiniert Hardware-Steuerung mit Mikropython-Software und unterstützt PID-Regelung, automatische Kalibrierung sowie Echtzeit-Datenvisualisierung.

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🧰 Hardware-Komponenten

• AS5600 Rotary Encoder (I2C-Adresse: 0x36)
• DC-Motor (z. B. 15000Hz-Modell)
• L298N Motor-Treiber
• ESP32/Pico (mit I2C/PWM-Schnittstellen)
• 9V/12V Stromversorgung für den Motor
• 3D-Druckteile (Verkabelungshalter, Sensorhalter, Motorhalter)
• USB-Adapter für die Stromversorgung

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🔍 Funktionen & Features

• Motorsteuerung mit Duty-Cycle-Regelung (links/rechts/stop)
• AS5600-Integration für Winkelposition- und RPM-Messung
• PID-Regler zur dynamischen Geschwindigkeitsanpassung
• Automatische Kalibrierung des Minimums Duty Cycle
• Echtzeit-Datenvisualisierung (RPM/Duty Cycle-Diagramm)
• Statusleuchten (Neopixel) für Fehler-/Betriebsstand-Anzeige

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🧩 Kernkomponenten

🔹 DCMotor-Klasse

Steuert den Motor mit dutyCycle-Regelung und Reverse-Funktion.

dc_motor1.set_speed(50)  # 50 RPM im Uhrzeigersinn

🔹 AS5600-Klasse

Liest Winkelwerte über I2C und wandelt sie in RPM um.

sensor1.read_registers()  # Liest aktuelle Position
sensor1.count_rounds()    # Zählt vollständige Drehungen

🔹 MotorController-Klasse

Implementiert PID-Regelung für genaue Geschwindigkeitssteuerung.

controller.set_target_rpm(80)
controller.control_motor_with_rpm()  # Regelt RPM über 10 Sekunden

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📦 3D-Druckteile (CAD)

• AS5600_brick_mount.stl: Halter für den Encoder
• dc_motor_brick_mount.stl: Halter für den Motor
• Download: https://bit.ly/dcmotor-cad

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🚀 Beispieldatenvisualisierung

# Implemente in `code_for_computer.py`
plt.ion()  # Sofortiges Zeichnen
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 6))
line1, = ax.plot(rpm_data, label='RPM', color='blue')
line2, = ax.plot(duty_data, label='Duty Cycle', color='orange')
ax.legend()
plt.draw()  # Aktualisiert das Diagramm

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⚙️ Installation & Aufruf

1. Hardware vorbereiten: AS5600 mit ESP32 verbinden.
2. Code laden:
   • main.py → Hauptprogramm für Motor- und Sensorlogik
   • code_for_computer.py → Für Datenvisualisierung (PC)
3. Kalibrierung:

   min_duty = calibrate_min_duty(dc_motor1, sensor1)  # Automatische Bestimmung

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📋 TODO-Liste

• Optimiertes PID-Trainingsystem
• Sicherheitsschalter (z. B. Überhitzungschutz)
• Web-Oberfläche für Fernsteuerung (Flask/JSON)
• Full-Realtime-Grafik-Export (CSV/PNG)

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📲 Hilfe & Support

• GitHub Repository: https://github.com/DeinProjekt/dcmotor-encoder
• Lizenzen:
  • Hardware: CC BY-SA 4.0
  • Software: MIT

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Letzte Aktualisierung: 2023-10-05
Erstellt von: fabsehack