Modbusの利用 (9) 回すだけ EVALKIT-ROBOT-1ブラシレス・モータ・キット②
前回、保持レジスタの最下位バイト・レジスタに180を入れて動作させると、モータは180度回転して止まりました。
Modbus規格の保持レジスタは、いくつかあるレジスタの中の一つで、英語の表記はHolding Registerです。計測系などではファンクション04と並んでよく使われます。ファンクション03で読み出し、06で書き込み（変更）をします。
| コード | 機能名 | 機能 | pythonの対応関数 |
|---|---|---|---|
| 01 | Read Coil Status | スレーブのDOのON/OFFを読み出す | READ_COILS |
| 02 | Read Input Status | スレーブのDIのON/OFFを読み出す | |
| 03 | Read Holding Register | スレーブの保持レジスタの内容を読み出す | READ_HOLDING_REGISTERS |
| 04 | Read Input Register | スレーブの入力レジスタの内容を読み出す | |
| 05 | Force Single Coil | スレーブのDOをONもしくはOFFする | |
| 06 | Preset Single Register | スレーブの保持レジスタの内容を変更する | WRITE_SINGLE_REGISTER |
| 以下略 |
このモータ・キットでは、次のモーションを定義するために、保持レジスタから3バイトが読み書きできます。
| 0 度（degrees）単位の目標位置（下位バイト） 1 度単位の目標位置（上位バイト） 2 ms単位の移動時間（目標移動時間は9の倍数（45、9000、999など）） |
保持レジスタ0（最下位バイト・レジスタ）に180、保持レジスタ1（最上位バイト・レジスタ）に0、保持レジスタ2（目標値までの動作時間ms）に900を入れました。
| master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 0, output_value=180) master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 1, output_value=0) master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 2, output_value=900) |
保持レジスタ0、1、2を読み出します。
| print('set HOLDING_REGISTERS', master.execute(Address, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 0, 3)) |
動作指令を出します。
| master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_COIL, 0, output_value=1) |
●回転する角度を増やす
保持レジスタ0に180を入れると180度回転しました。900msはちょっと早めに動きます。90msだと瞬間に回転します。1バイトは2^8なので最大値は256です。その値以上の270を指定して実行します。
270度の位置まで回転しました。つまり、保持レジスタ0は8ビット（1バイト）ではなく16ビット（1ワード）ではないかと思われます。
360*2 であれば、2回転します。900msのままだと回転速度が速くなります。
1回転360度を60秒（6000ms）で実行するとすれば、1rpmになります。6000msは9の倍数にならないので、近似値の5994にします。その1/10の時間で回転できれば10rpmです。動作時間は594msを基準に回転させることにしました。
| master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 0, output_value=360*2) master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 1, output_value=0) master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 2, output_value=594*2) |
この指定で、
- 10rpmの回転速度
- 2回
回るはずです。
正しく動作しました。
●ステータスを見て回転させる
Discrete inputs（02 Read Input Status）を使ってアドレス0を読み取ると、ステータスがわかります。
| DONE（LSB）は、目標位置に到達したかどうかを示す •1 =>目標位置に到達した •0 =>目標位置に達していない |
実際に読み出してみると、動作中は1で、動作が完了すると0でした。どうも説明と反対のように思えます。
- 10rpm
- 10回
回転するプログラムです。最初に0で原点復帰します。この復帰動作は、前回10回回転していれば、10回逆向きに回転します。その復帰のために回転しているとき、ステータスを監視し、
| while master.execute(Address, cst.READ_COILS, 0, 1)[0]: pass |
1->0に変化したら、動作完了とみなし、予定の10回転をします。10回転しているときもステータスを見ています。
import sys,time
sys.path.append('C:\\Users\\ユーザ名\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python38\\Lib\\site-packages')
import serial
import modbus_tk.defines as cst
from modbus_tk import modbus_rtu
PORT = 'COM8'
Address = 1
master = modbus_rtu.RtuMaster(serial.Serial(port=PORT, baudrate=19200, bytesize=8, parity='N', stopbits=2, xonxoff=0))
master.set_timeout(1.0)
#master.set_verbose(True)
#print("connected")
a = master.execute(Address, cst.READ_COILS, 0, 1)
print('READ_COILS', a[0])
n = 10
master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 0, output_value=0)
master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 1, output_value=0)
master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 2, output_value=999*n)
print('set HOLDING_REGISTERS', master.execute(Address, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 0, 3))
master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_COIL, 0, output_value=1)
while master.execute(Address, cst.READ_COILS, 0, 1)[0]:
# status = master.execute(Address, cst.READ_COILS, 0, 1)[0]
# print(status)
# time.sleep(0.5)
pass
print('Ready', master.execute(Address, cst.READ_COILS, 0, 1)[0])
master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 0, output_value=360*n)
master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 1, output_value=0)
master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 2, output_value=594*n)
print('set HOLDING_REGISTERS', master.execute(Address, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 0, 3))
master.execute(Address, cst.WRITE_SINGLE_COIL, 0, output_value=1)
while master.execute(Address, cst.READ_COILS, 0, 1)[0]:
# status = master.execute(Address, cst.READ_COILS, 0, 1)[0]
print('.')
# time.sleep(0.5)
time.sleep(1)
print('done')
この10rpmだと、最初に加速（S字）、定速、減速という3段階の動作をしているのがはっきりと見ることができます。
モータが回転している様子の動画です。
