.. include:: /index.rst
   :start-after: start_hello_message
   :end-before: end_hello_message

.. _py_motor:

1.6 Motor
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**Einführung**

In diesem Projekt lernen wir, wie man mit dem Fusion HAT+ einen Gleichstrommotor (DC-Motor) steuert, sodass er sich im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn drehen kann.

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**Benötigte Komponenten**

Um dieses Projekt durchzuführen, benötigen Sie die folgenden Komponenten:

.. list-table::
   :widths: 30 20
   :header-rows: 1

   *   - KOMPONENTE
       - KAUFLINK

   *   - :ref:`cpn_motor`
       - |link_motor_buy|
   *   - :ref:`cpn_fusion_hat`
       - \-
   *   - Raspberry Pi
       - \-

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**Schaltplan**

Das folgende Schaltbild zeigt die Verbindungen, die erforderlich sind, um den Motor zu steuern.

.. image:: img/fzz/1.3.1_sch.png
   :width: 80%
   :align: center

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**Verdrahtungsdiagramm**

.. image:: img/fzz/1.3.1_bb.png
   :width: 80%
   :align: center

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**Beispiel ausführen**

Der gesamte Beispielcode, der in diesem Tutorial verwendet wird, befindet sich im Verzeichnis ``ai-lab-kit``.  
Folgen Sie diesen Schritten, um das Beispiel auszuführen:

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: shell
   
   cd ~/ai-lab-kit/python/
   sudo python3 1.6_Motor.py

Nach dem Ausführen des Skripts startet und stoppt der Motor, der mit Port M0 verbunden ist, wiederholt in einer Schleife. Zunächst stoppt er für 0,5 Sekunden, läuft dann mit −50 % Leistung für 1 Sekunde, stoppt erneut für 0,5 Sekunden und läuft schließlich mit 75 % Leistung für 1 Sekunde. Diese Sequenz wiederholt sich kontinuierlich. Wenn das Programm beendet wird, wird der Motor sicher gestoppt.

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**Code**

Der folgende Python-Code steuert die Drehrichtung und die Laufzeit des Motors:


.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: python

   #!/usr/bin/env python3
   from time import sleep
   from fusion_hat.motor import Motor

   # Motor on port M0, reverse direction if needed
   motor = Motor("M0", is_reversed=True)

   try:
      while True:
         motor.power(0)
         sleep(0.5)

         motor.power(-50)
         sleep(1)

         motor.power(0)
         sleep(0.5)

         motor.power(75)
         sleep(1)

   except KeyboardInterrupt:
      # Ctrl + C to stop
      print("\nStopped by user.")

   finally:
      # Always stop the motor safely
      motor.stop()
      sleep(0.1)


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**Den Code verstehen**

1. **Bibliotheken importieren**

   Die Bibliothek ``fusion_hat`` vereinfacht die Interaktion mit den GPIO-Pins, während die Bibliothek ``time`` Funktionen für Zeitverzögerungen bereitstellt.

   .. code-block:: python

      from time import sleep
      from fusion_hat.motor import Motor

2. **Initialisierung des Motors**

   Das ``Motor``-Objekt wird mit den M0-Pins erstellt.

   .. code-block:: python

      motor = Motor('M0', is_reversed=True)

3. **Motorsteuerung**

   Die Motorleistung wird nacheinander auf 0, -50 und 75 gesetzt. Die Funktion ``sleep`` pausiert das Programm jeweils für eine bestimmte Zeit.

   .. code-block:: python

      try:
         # Loop forever
         while True:
            motor.power(0)       # Stop the motor
            sleep(0.5)           # Wait 0.5 seconds

            motor.power(-50)     # Run the motor at -50% power
            sleep(1)             # Run for 1 second

            motor.power(0)       # Stop again
            sleep(0.5)           # Wait 0.5 seconds

            motor.power(75)      # Run the motor at 75% power
            sleep(1)             # Run for 1 second

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**Fehlerbehebung**

1. **Motor bewegt sich nicht**

   - **Ursache**: Falsche Verdrahtung oder falsche GPIO-Pin-Konfiguration.  
   - **Lösung**: Stellen Sie sicher, dass der Motor mit Strom versorgt wird und der Enable-Pin korrekt angeschlossen ist.

2. **Nur eine Drehrichtung funktioniert**

   - **Ursache**: Fehlerhafte Verbindung zum Vorwärts- oder Rückwärts-Pin.  
   - **Lösung**: Überprüfen Sie, ob die Pins sicher mit dem Fusion HAT+ verbunden sind.

3. **Motor dreht sich kontinuierlich ohne anzuhalten**

   - **Ursache**: Die Funktion ``stop()`` wird möglicherweise nicht korrekt ausgeführt.  
   - **Lösung**: Stellen Sie sicher, dass die Methode ``motor.stop()`` aufgerufen wird.

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**Erweiterungsideen**

1. **Benutzergesteuerte Steuerung**

   Ermöglichen Sie dem Benutzer, den Motor in Echtzeit über Tastatureingaben zu steuern:

   .. code-block:: python

      while True:
         num = int(input("The speed percentage (-100~100): "))
         if num >= -100 and num <= 100:
            motor.speed(num)
         else:
            print("Invalid action!")

3. **Zeitgesteuerte Motorsteuerung**

   Fügen Sie eine Funktion hinzu, mit der der Motor für eine vom Benutzer festgelegte Dauer läuft:

   .. code-block:: python

      duration = int(input("Enter duration (seconds): "))
      motor.speed(50)
      sleep(duration)
      motor.stop()

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**Fazit**

Dieses Projekt zeigt, wie ein Gleichstrommotor mit dem Fusion HAT+ gesteuert werden kann. Das Verständnis der Motorsteuerung ist eine wichtige Grundlage für den Bau von Robotikprojekten und anderen bewegungsbasierten elektronischen Anwendungen.