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ESP32チュートリアル 49/55 - Adafruit IoTを使用してインターネット経由でDCモーターを制御する | SunFounderのESP32キット

このチュートリアルでは、ESP32とAdafruit IO MQTTサービスを使用して、インターネット経由でDCモーターを制御する方法を探索します。DCモーターの速度と方向はリモートで操作可能であり、インターネット接続があればどこからでも効率的に制御できます。このプロジェクトは、Wi-Fiを内蔵したESP32マイクロコントローラーの機能を示しており、モノのインターネット（IoT）アプリケーションに最適です。

モーターを起動、停止し、Adafruit IOに接続されたウェブインターフェースを介して速度を調整できるシステムを導入します。ユーザーはモーター制御のための特定のトピックにサブスクリプションを行い、パラメータを適宜調整できます。このプロセスをより良く理解するために、このチュートリアルに付随するビデオをぜひご覧ください（ビデオの00:00にて）。

ハードウェアの解説

このプロジェクトでは、システムの中心となるESP32マイクロコントローラーを利用します。ESP32はWi-Fi通信を処理することができ、IoTアプリケーションに最適です。これはAdafruit IOプラットフォームに接続され、MQTTプロトコルを介してメッセージの送受信が可能になります。

さらに、DCモーターを制御するために不可欠なL293Dモータードライバーを使用します。L293Dは2つのDCモーターを駆動でき、パルス幅変調（PWM）を通じて方向と速度の両方を制御できます。基本的に、ESP32とモーターの間のインターフェースとして機能し、モーターが必要とする高い電流を管理する一方で、ESP32を潜在的に損傷を与えるバックEMF信号から絶縁します。

データシートの詳細

• 連続運転のために適切なヒートシンクを確保してください。
• PWMを使用してモーターの速度を効果的に制御します。
• 入力電圧の制限に注意して、損傷を防いでください。
• すべてのコンポーネント間で適切な接地接続が行われているか確認してください。
• バックEMFに注意し、必要に応じてダイオードを使用してください。
• 配線を再確認してください。極性がモーターの方向に影響を与える可能性があります。
• フル運転の前に低電圧でテストしてください。
• 長時間の使用中に過熱に注意してください。
• 機械スイッチを使用する場合は、デバウンスすることを確認してください。
• ESP32がモーターの電流で過負荷にならないようにしてください。

配線指示

電源を接続することから始めます。外部電源の正端子をL293DのVCCピン（ピン8）に、接地をGNDピン（ピン4）に接続します。必要に応じてESP32に別途電源を供給することを確認してください。通常はマイクロUSB接続を通じて行います。

次に、モーターをL293Dに接続します。モーターの一端は出力ピン3（L293Dのピン2）に接続し、もう一端は出力ピン6（L293Dのピン7）に接続する必要があります。制御信号のために、ESP32のピン13を入力ピン2（L293Dのピン1）に接続し、ピン14を入力ピン7（L293Dのピン2）に接続します。有効ピン（ピン1）はドライバーをアクティブにするために5V電源にも接続する必要があります。最後に、ESP32のグラウンドがL293Dのグラウンドに接続されていることを確認し、共通のリファレンスを作成します。

コード例とウォークスルー

提供されたコードは、必要なライブラリを初期化し、Wi-FiおよびMQTTクライアントを設定します。キー識別子には含まれますmotorSpeed,motorDirection, とmotorStartAdafruit IOから受信したコマンドに基づいてモーターの操作を管理します。

bool debug = false;
#define motor1A 13
#define motor2A 14
int motorSpeed = 0;
int motorDirection = 1;
int motorStart = 1;

この抜粋では、モーターピンが定義され、速度、方向、モーターの開始/停止状態を制御するための初期変数が示されています。変数motorSpeedAdafruit IOからの入力に基づいて調整されます。

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  WiFi.begin(WLAN_SSID, WLAN_PASS);
  delay(2000);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
  }
}

セットアップ関数では、シリアル通信が初期化され、ESP32が指定されたWi-Fiネットワークに接続します。この接続はMQTT通信を有効にするために重要です。

void loop() {
  MQTT_connect();
  mqtt.processPackets(500);
  runMotor();
}

このループ関数はMQTT接続を確立し、最新のコマンドに基づいてモーターを制御するために受信したパケットを処理します。関数runMotor()モーターに現在の設定を適用するよう呼び出されます。

デモンストレーション / 期待すること

セッティングが完了し、コードがアップロードされると、Adafruit IO ダッシュボードを通じてモーターを制御できるようになります。スライダーを使ってモーターの速度を調整し、トグルスイッチで方向を変更できます。すべてが正しく配線されていれば、モーターはリアルタイムでこれらのコマンドに反応し、システムの低遅延を示します（動画の00:00で）。

一般的な問題には、配線が不正確なためにモーターの方向が逆になることが含まれますので、モーターが期待通りに動作しない場合は接続を再確認してください。さらに、コードに合わせてAdafruit IOでMQTTトピックが正しく設定されていることを確認してください。

動画のタイムスタンプ

• 00:00 開始
• 2:21 プロジェクトの紹介
• 4:20 DCモーターの制御方法
• 6:39 L293D モータードライバー
• 11:42 MQTTとは何ですか？
• 15:03 Adafruit IO セットアップ
• 19:17 配線の説明
• 22:42 コードの説明
• 35:28 プロジェクトデモンストレーション

画像

ESP32-15_L293D_motor_schematic

esp32-49-DC-motor-mqtt-main

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