.. note::

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.. _1.3.3_py_pi5:

1.3.3 Motore Passo-Passo
=========================

Introduzione
---------------

I motori passo-passo, grazie al loro design unico, possono essere controllati 
con un'elevata precisione senza necessità di meccanismi di feedback. L'albero 
di un motore passo-passo, montato con una serie di magneti, è controllato da 
una serie di bobine elettromagnetiche caricate positivamente e negativamente 
in una sequenza specifica, consentendogli di avanzare o retrocedere in piccoli 
\"passi\".

Componenti Necessari
------------------------------

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

.. image:: ../python_pi5/img/1.3.3_stepper_motor_list.png

.. raw:: html

   <br/>

Schema Elettrico
-------------------


.. image:: /python_pi5/img/1.3.3_stepper_motor_schematic.png


Procedure Sperimentali
-------------------------

**Passo 1:** Costruisci il circuito.

.. image:: ../python_pi5/img/1.3.3_stepper_motor_circuit.png

**Passo 2:** Apri il file del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5


**Passo 3:** Esegui.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 1.3.3_StepperMotor.py

Quando il codice è in esecuzione, il motore passo-passo ruoterà in senso orario o antiorario a seconda dell'input 'a' o 'c' inserito.

.. warning::

    Se compare l'errore ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, consulta :ref:`faq_soc` 

**Codice**

.. note::

    Puoi **Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Interrompere** il codice qui sotto. Prima di farlo, però, vai al percorso del codice sorgente, come ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5``. Dopo aver modificato il codice, potrai eseguirlo direttamente per vedere il risultato.


.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

   #!/usr/bin/env python3
   from gpiozero import OutputDevice
   from time import sleep

   # Inizializza i pin del motore sui pin GPIO 18, 23, 24, 25
   motorPin = [OutputDevice(pin) for pin in (18, 23, 24, 25)]

   # Imposta i parametri di velocità di rotazione del motore
   rotationPerMinute = 15
   stepsPerRevolution = 2048
   # Calcola il tempo di attesa tra ogni passo per un funzionamento fluido del motore
   stepSpeed = (60 / rotationPerMinute) / stepsPerRevolution

   def rotary(direction):
       """
       Controls the rotation of the motor based on the specified direction.
       
       :param direction: 'c' for clockwise, 'a' for anti-clockwise
       """
       if direction == 'c':
           # Esegue la sequenza di passi per la rotazione in senso orario
           for j in range(4):
               for i in range(4):
                   if 0x99 << j & (0x08 >> i):
                       motorPin[i].on()
                   else:
                       motorPin[i].off()
                   sleep(stepSpeed)
       elif direction == 'a':
           # Esegue la sequenza di passi per la rotazione in senso antiorario
           for j in range(4):
               for i in range(4):
                   if 0x99 >> j & (0x08 >> i):
                       motorPin[i].on()
                   else:
                       motorPin[i].off()
                   sleep(stepSpeed)

   def loop():
       """
       Continuously prompts the user to select the motor rotation direction
       and controls the motor based on this input.
       """
       while True:
           direction = input('Select motor direction a=anticlockwise, c=clockwise: ')
           if direction == 'c':
               print('Motor running clockwise\n')
               break
           elif direction == 'a':
               print('Motor running anti-clockwise\n')
               break
           else:
               print('Input error, please try again!')

       # Mantiene il motore in rotazione nella direzione selezionata
       while True:
           rotary(direction)

   def destroy():
       """
       Safely turns off all motor pins, used for clean shutdown.
       """
       for pin in motorPin:
           pin.off()

   # Esecuzione principale del programma
   try:
       loop()
   except KeyboardInterrupt:
       destroy()  # Gestisce l'interruzione da tastiera per arrestare il motore in modo sicuro


**Spiegazione del Codice**

#. Questa sezione importa le librerie necessarie. ``gpiozero`` per il controllo dei pin GPIO e ``time`` per la funzione sleep utilizzata nel controllo temporale.

   .. code-block:: python

       #!/usr/bin/env python3
       from gpiozero import OutputDevice
       from time import sleep

#. Inizializza i pin GPIO 18, 23, 24 e 25 come dispositivi di output per controllare il motore passo-passo.

   .. code-block:: python

       # Inizializza i pin del motore sui pin GPIO 18, 23, 24, 25
       motorPin = [OutputDevice(pin) for pin in (18, 23, 24, 25)]

#. Imposta la velocità di rotazione del motore e calcola l'intervallo di tempo tra ogni passo per un funzionamento fluido.

   .. code-block:: python

       # Imposta i parametri di velocità di rotazione del motore
       rotationPerMinute = 15
       stepsPerRevolution = 2048
       # Calcola il tempo di attesa tra ogni passo per un funzionamento fluido del motore
       stepSpeed = (60 / rotationPerMinute) / stepsPerRevolution

#. La funzione ``rotary`` controlla la rotazione del motore. Utilizza operazioni sui bit e una sequenza di passi per attivare i pin del motore nell'ordine corretto per la rotazione in senso orario o antiorario.

   .. code-block:: python

       def rotary(direction):
           """
           Controls the rotation of the motor based on the specified direction.
           
           :param direction: 'c' for clockwise, 'a' for anti-clockwise
           """
           if direction == 'c':
               # Esegue la sequenza di passi per la rotazione in senso orario
               for j in range(4):
                   for i in range(4):
                       if 0x99 << j & (0x08 >> i):
                           motorPin[i].on()
                       else:
                           motorPin[i].off()
                       sleep(stepSpeed)
           elif direction == 'a':
               # Esegue la sequenza di passi per la rotazione in senso antiorario
               for j in range(4):
                   for i in range(4):
                       if 0x99 >> j & (0x08 >> i):
                           motorPin[i].on()
                       else:
                           motorPin[i].off()
                       sleep(stepSpeed)

#. Questa funzione chiede continuamente all'utente di scegliere la direzione di rotazione del motore e controlla il motore in base all'input ricevuto.

   .. code-block:: python

       def loop():
           """
           Continuously prompts the user to select the motor rotation direction
           and controls the motor based on this input.
           """
           while True:
               direction = input('Select motor direction a=anticlockwise, c=clockwise: ')
               if direction == 'c':
                   print('Motor running clockwise\n')
                   break
               elif direction == 'a':
                   print('Motor running anti-clockwise\n')
                   break
               else:
                   print('Input error, please try again!')

           # Mantiene il motore in rotazione nella direzione selezionata
           while True:
               rotary(direction)

#. La funzione ``destroy`` spegne tutti i pin del motore. È utilizzata per un arresto sicuro, garantendo che il motore si fermi quando il programma termina.

   .. code-block:: python

       def destroy():
           """
           Safely turns off all motor pins, used for clean shutdown.
           """
           for pin in motorPin:
               pin.off()

#. Il programma principale chiama ``loop`` e gestisce le interruzioni da tastiera (come Ctrl+C) per fermare il motore in modo sicuro utilizzando ``destroy``.

   .. code-block:: python

       # Esecuzione principale del programma
       try:
           loop()
       except KeyboardInterrupt:
           destroy()  # Gestisce l'interruzione da tastiera per arrestare il motore in modo sicuro