Pololu Tic T249 - Stepper Motor Controller

AI Cost Tracking

• 🤖 LLM usage: $3.4965 (22 commits)
• 👤 Human dev: ~$1805 (18.0h @ $100/h, 30min dedup)

Generated on 2026-05-13 using openrouter/qwen/qwen3-coder-next

---

https://www.waveshare.com/wiki/Infrared_Reflective_Sensor

Kompletne rozwiązanie do sterowania silnikiem krokowym bipolarnym przez Pololu Tic T249 (TB67S249FTG) z pełną obsługą wyłączników krańcowych (limit switches), procedurą homing, oraz nowoczesnym panelem web.

Funkcje

• Panel Web - Intuicyjny interfejs w przeglądarce (Flask)
• Wybór urządzenia USB - Auto-detekcja i ręczny wybór portu USB
• Konfiguracja .env - Łatwa konfiguracja przez zmienne środowiskowe
• Docker - Pełne wsparcie dla Docker i docker-compose
• Testy E2E - Automatyczne testy Playwright
• CLI - Pełna obsługa z linii komend
• Homing - Automatyczne zerowanie pozycji
• Krańcówki - Obsługa sprzętowa (Tic) i programowa (GPIO)

Aktualne poprawki (2026-05-05)

Najważniejsze poprawki po diagnostyce na realnym sterowniku Tic T249:

• Usunięto fałszywy stan "obie krańcówki aktywne" wynikający z konfiguracji pinów limit switch bez pull-up.
• Potwierdzono poprawną konfigurację dla wejść limit switch:
  • SCL: reverse limit + pull-up
  • SDA: forward limit + pull-up
• Po naprawie wejść limit switch błąd ruchu zmienia się na rzeczywisty stan zasilania, jeśli występuje: low_vin / "Motor supply voltage is too low".

To rozróżnienie jest kluczowe: wcześniej ruch był blokowany logicznie przez błędny stan wejść, teraz blokada (jeśli występuje) wynika z fizycznego braku zasilania silnika.

Szybka weryfikacja po uruchomieniu

make limits

Oczekiwany wynik w stanie spoczynku:

• Forward limit: inactive
• Reverse limit: inactive

Następnie sprawdź napięcie zasilania silnika (VIN) przez status web/CLI. Jeśli pojawia się low_vin, problem dotyczy zasilacza (VIN/GND), a nie logiki krańcówek.

Szybki start

Instalacja (automatyczna)

Wspierane systemy: Debian/Ubuntu/Raspberry Pi OS, Fedora, RHEL/CentOS

# Klonowanie repo
git clone https://github.com/maskservice/rpi-motor-tic249.git
cd rpi-motor-tic249

# Instalacja (z sudo dla udev rules)
sudo make install

# Lub bez sudo (tylko zależności Python)
make install

Instalacja na Fedorze/RHEL

Na systemach Fedora lub RHEL/CentOS używane są pakiety dnf/yum zamiast apt-get:

# Instalacja zależności systemowych na Fedora
sudo dnf install -y libusbx-devel python3-pip python3-virtualenv git

# Na RHEL 8+ / CentOS Stream
sudo dnf install -y libusbx-devel python3-pip python3-virtualenv git

# Na RHEL 7 / CentOS 7
sudo yum install -y libusbx-devel python3-pip python3-virtualenv git

# Następnie standardowa instalacja
make install

Uruchomienie panelu web

# Lokalnie
make web

# W Dockerze
docker-compose up -d

Panel dostępny pod adresem: http://localhost:5000

Tryby obsługi krańcówek

1. Tryb tic — sprzętowy (zalecany)

Wyłączniki krańcowe podłączone do pinów Tic T249 SCL i SDA — po jednym wejściu na kierunek:

• Limit switch forward → SCL
• Limit switch reverse → SDA

Krańcówka jest aktywna, gdy na wejście podawana jest masa (GND) — tryb active LOW.

Konfiguracja pinów w Tic Control Center → Advanced → Pin configuration. Wymaga firmware ≥1.06.

Tic automatycznie blokuje ruch w kierunku aktywnego wyłącznika i obsługuje sprzętową procedurę homing (go_home → jedzie do krańcówki → cofa → pozycja = 0).

Podłączenie:

Tic T249 Pin SCL ───[NC Switch forward]─── GND
Tic T249 Pin SDA ───[NC Switch reverse]─── GND

• NC (Normally Closed) = domyślnie zamknięty, otwiera się gdy wciśnięty
• Aktywny stan: masa/GND na wejściu (active LOW)
• Pull-up włączony: pin ma stan wysoki (5V) gdy switch otwarty

2. Tryb gpio — programowy (Raspberry Pi)

Wyłączniki podłączone do dowolnych pinów GPIO, monitorowane z przerwaniami. Natychmiastowe zatrzymanie silnika (emergency stop) przy aktywacji krańcówki w kierunku ruchu.

RPi GPIO 17 ─── Limit Switch Forward ─── GND  (pull-up wewnętrzny)
RPi GPIO 27 ─── Limit Switch Reverse ─── GND  (pull-up wewnętrzny)

Wymaga gpiozero lub RPi.GPIO:

pip install gpiozero

Instalacja

sudo apt-get install libusb-1.0-0-dev
pip install -r requirements.txt

# Reguła udev
echo 'SUBSYSTEM=="usb", ATTR{idVendor}=="1ffb", MODE="0666"' | \
    sudo tee /etc/udev/rules.d/99-pololu-tic.rules
sudo udevadm control --reload-rules

Użycie — Web Panel

Panel web - funkcje

• Wybór urządzenia USB - Lista wykrytych urządzeń Pololu z możliwością wyboru
• Status w czasie rzeczywistym - Pozycja, prędkość, stan krańcówek (odświeżanie 2x/s)
• Sterowanie - Homing, jog, ruch do pozycji, zasilanie silnika
• Skróty klawiszowe - ← → (jog), Spacja (stop), H (homing)

Konfiguracja przez .env

# Kopiowanie przykładowej konfiguracji
cp .env.example .env

# Edycja ustawień
nano .env

Przykładowa konfiguracja .env:

# Flask
FLASK_HOST=0.0.0.0
FLASK_PORT=5000

# USB - auto-detect gdy puste, lub konkretne wartości
USB_VENDOR_ID=0x1ffb
USB_PRODUCT_ID=0x00c9

# Motor
DEFAULT_MAX_SPEED=2000000
DEFAULT_CURRENT_LIMIT_MA=1000

Docker (zalecane na Fedora i innych systemach)

Docker działa niezależnie od dystrybucji Linux i jest najprostszą metodą uruchomienia projektu na Fedorze, RHEL i innych systemach bez potrzeby instalowania zależności systemowych.

Wymagania

# Fedora - instalacja Docker
sudo dnf install -y docker docker-compose
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker
sudo usermod -aG docker $USER
# Wyloguj się i zaloguj ponownie, aby grupa docker zadziałała

Szybki start z Docker

# Uruchomienie pełnego stacku w Docker (alias: make web-docker)
make docker-up

# Lub bezpośrednio
make web-docker

Serwisy dostępne pod:

• Frontend: http://localhost:3000
• Backend API: http://localhost:8000
• MQTT: localhost:1883

Zarządzanie Docker

# Zatrzymanie stacku
make docker-down

# Podgląd logów
make docker-logs

# Rebuild obrazów
make docker-build

Makefile - komendy

Wspierane systemy: Debian/Ubuntu, Raspberry Pi OS, Fedora, RHEL/CentOS

make help           # Lista komend
make install        # Pełna instalacja (autodetekcja systemu)
make web            # Uruchom panel web (natywnie)
make web-docker     # Uruchom w Docker (zalecane na Fedora)
make web-stop       # Zatrzymaj panel
make detect-usb     # Wykryj urządzenia USB
make cli            # CLI kontroler
make cli-shell      # Interaktywny shell Python
make shell          # Legacy bash shell przez API web panelu
make home           # Homing
make status         # Status silnika
make standby        # Stan spoczynku (de-energize, no heat)
make limits         # Stan krańcówek
make test-limit     # Test krańcówki z auto-reverse (MAX speed)

# ticcmd fallback (gdy Python niedostępny)
make tic-list       # Lista urządzeń via ticcmd
make tic-status     # Status via ticcmd
make tic-home-reverse  # Homing reverse via ticcmd
make tic-deenergize    # Wyłączenie silnika via ticcmd

make docker-up      # Uruchom w Docker
docker-down         # Zatrzymaj Docker
make test           # Testy jednostkowe
make clean          # Wyczyść build

CLI Shell

1. Python CLI shell — bezpośrednio do Tic T249

To jest interaktywny shell do bezpośredniego sterowania sterownikiem i odczytu statusu krańcówek:

make cli-shell

# albo bezpośrednio
.venv/bin/python -m firmware.cli_shell

2. Legacy bash shell — przez API web panelu

Ten wariant steruje przez API panelu webowego i wymaga uruchomionego backendu:

make shell

# albo bezpośrednio
bash cli_shell.sh

# z innym adresem API
API_BASE=http://192.168.1.100:5000 bash cli_shell.sh

Komendy w shellu

tic> status              # Status silnika
tic> devices             # Lista urządzeń USB
tic> connect 0           # Połącz z urządzeniem #0
tic> home                # Homing reverse
tic> home forward        # Homing forward
tic> move 1000           # Idź do pozycji 1000
tic> move-rel 500        # Przesuń o +500 kroków
tic> jog forward 100     # Jog forward 100 kroków
tic> jog reverse 200     # Jog reverse 200 kroków
tic> stop                # Emergency stop
tic> energize on         # Włącz zasilanie silnika
tic> energize off        # Wyłącz zasilanie silnika
tic> limits              # Stan krańcówek (FWD/REV)
tic> reciprocate 500 100000 5 0.5  # Ruch P-Z: kroki, prędkość, cykle, pauza
tic> settings            # Pokaż ustawienia
tic> logs                # Pokaż logi
tic> help                # Pomoc
tic> quit                # Wyjście

Testy E2E

Uruchomienie testów

# Lokalnie (wymaga playwright)
pip install pytest-playwright
pytest tests/e2e/ -v

# W Dockerze
docker-compose --profile test up

Struktura testów

tests/e2e/
├── test_web_panel.py    # Testy UI (Playwright)
└── conftest.py          # Konfiguracja pytest

Użycie — CLI

Homing (zerowanie na krańcówce)

# Homing sprzętowy Tic — jedź reverse aż limit switch, cofnij, pozycja=0
python tic_t249_controller.py home-reverse --limit-mode tic

# Homing forward
python tic_t249_controller.py home-forward --limit-mode tic

# Homing GPIO — piny BCM 17 (forward) i 27 (reverse)
python tic_t249_controller.py home-reverse --limit-mode gpio --gpio-fwd 17 --gpio-rev 27

# Z pliku konfiguracji
python tic_t249_controller.py home-reverse --config config.json
python tic_t249_controller.py home-reverse --config config-gpio.json

Wyznaczanie zakresu ruchu

# Jedź do reverse limit (pozycja=0), potem do forward limit → odczytaj zakres
python tic_t249_controller.py demo-range --limit-mode tic

Ruch z ochroną krańcówek

# Ruch do pozycji (Tic blokuje sprzętowo przy limit switch)
python tic_t249_controller.py move -p 5000 --limit-mode tic

# Ruch z soft limitami (przycina do zakresu - margin)
python tic_t249_controller.py move-safe -p 3000

# GPIO — emergency stop jeśli krańcówka aktywna w kierunku ruchu
python tic_t249_controller.py move -p 5000 --limit-mode gpio --gpio-fwd 17 --gpio-rev 27

Status krańcówek

python tic_t249_controller.py limit-status --limit-mode tic
python tic_t249_controller.py status --limit-mode tic

Pozostałe komendy

python tic_t249_controller.py demo-positions
python tic_t249_controller.py demo-velocity
python tic_t249_controller.py demo-homing --limit-mode tic
python tic_t249_controller.py velocity --speed 1000000 --duration 5
python tic_t249_controller.py home  # ręczne zerowanie, bez krańcówek

Użycie — Python API

from tic_t249_controller import (
    TicT249Controller, MotorConfig, LimitSwitchConfig,
    StepMode, HomingDirection,
)

# --- Tryb Tic (sprzętowy) ---
config = MotorConfig(
    current_limit_ma=1200,
    step_mode=StepMode.SIXTEENTH,
    limit_switches=LimitSwitchConfig(mode="tic"),
)

with TicT249Controller(config) as ctrl:
    # Homing na reverse limit switch → pozycja = 0
    ctrl.go_home(HomingDirection.REVERSE)

    # Ruch — Tic automatycznie blokuje przy limit switch
    ctrl.move_to(5000)
    ctrl.wait_for_position()

    # Status krańcówek
    status = ctrl.get_limit_switch_status()
    print(f"Forward: {status['forward_active']}")
    print(f"Reverse: {status['reverse_active']}")

    # Wyznacz zakres ruchu
    travel = ctrl.find_travel_range()
    print(f"Zakres: {travel} kroków")

    # Ruch bezpieczny (z soft limitami)
    ctrl.move_to_safe(travel // 2)
    ctrl.wait_for_position()


# --- Tryb GPIO (Raspberry Pi) ---
config_gpio = MotorConfig(
    limit_switches=LimitSwitchConfig(
        mode="gpio",
        gpio_forward_pin=17,
        gpio_reverse_pin=27,
        gpio_active_low=True,  # NO switch z pull-up
        homing_speed_towards=300_000,
        homing_speed_away=100_000,
    ),
)

with TicT249Controller(config_gpio) as ctrl:
    ctrl.go_home(HomingDirection.REVERSE)
    ctrl.move_to(3000)
    ctrl.wait_for_position()  # przerywa jeśli krańcówka aktywna

Examples

Multiple format examples with auto-diagnostics - no manual setup required.

Quick Start with Examples

cd /home/tom/github/maskservice/rpi-motor-tic249

# Bash scripts with auto-diagnostics
bash examples/bash/basic_test.sh
bash examples/bash/simple/basic_test_simple.sh

# DSL scripts via runner
bin/pololu-dsl examples/dsl/basic_test.dsl

# Via CLI shell
tic> EXEC examples/bash/basic_test.sh
tic> EXEC examples/dsl/basic_test.dsl

Available Formats

• Bash Scripts - Auto-diagnostics, standalone & library versions
• DSL Scripts - Domain-specific language with validation
• JSON Format - Command lists and sequences
• YAML Format - Clean syntax configuration
• All Formats Overview - Complete examples guide

Auto-Diagnostics Features

Examples automatically:

• Detect Python environment (.venv, venv, system)
• Create virtual environment if missing
• Install ticlib dependency
• Configure USB permissions (if needed)

See Examples Troubleshooting for USB permissions and common issues.

Konfiguracja JSON

config.json (tryb Tic)

{
  "limit_switches": {
    "mode": "tic",
    "homing_speed_towards": 500000,
    "homing_speed_away": 200000,
    "soft_limit_margin": 50
  }
}

config-gpio.json (tryb GPIO)

{
  "limit_switches": {
    "mode": "gpio",
    "gpio_forward_pin": 17,
    "gpio_reverse_pin": 27,
    "gpio_active_low": true,
    "gpio_bounce_time_ms": 5,
    "homing_speed_towards": 500000,
    "homing_speed_away": 200000,
    "soft_limit_margin": 50
  }
}

Procedura homing — jak działa

Tryb Tic (sprzętowy)

1. Komenda go_home(direction) → Tic jedzie w zadanym kierunku
2. Tic napotyka limit switch → natychmiastowe zatrzymanie (sprzętowe)
3. Tic czeka 20 ms
4. Tic cofa wolno aż limit switch się dezaktywuje
5. Pozycja = 0, flaga "position uncertain" skasowana

Tryb GPIO (programowy)

1. Jeśli już na krańcówce → najpierw odjazd
2. Ruch wolny w kierunku krańcówki (homing_speed_towards)
3. GPIO przerwanie → halt_and_hold() (natychmiastowy stop)
4. Cofanie wolne (homing_speed_away) aż GPIO zwolni
5. halt_and_set_position(0)

Tryb Standby (oszczędzanie energii)

Gdy silnik nie jest używany, można przejść w tryb standby żeby obniżyć temperaturę sterownika i wydłużyć żywotność silnika:

make standby         # De-energize silnika + release USB

Co robi standby:

• Wyłącza zasilanie cewek (motor de-energized)
• Zwalnia uchwyt USB (inny proces może przejąć kontrolę)
• Czyści błędy drivera

Aby wznowić pracę:

make cli-shell       # Przejmij kontrolę, silnik się energizuje

Krańcówki i Ruch z Limitami

Konfiguracja sprzętowa (Tic Control Center)

Piny Tic T249 skonfigurowane jako active LOW (aktywne na masę GND):

Pin Tic	Funkcja	Konfiguracja
SCL	Limit switch FORWARD	Uncheck "Active high", check "Pull-up"
SDA	Limit switch REVERSE	Uncheck "Active high", check "Pull-up"

Ciągły ruch posuwisto-zwrotny z krańcówkami — make run-limit

Główny tryb pracy produkcyjnej.

make run-limit       # Start — silnik energizuje się i jedzie w pętli
                     # Ctrl+C — silnik de-energizuje się (no heat)

Parametry w .env:

LIMIT_RECIPROCATE_STEPS=2000                # kroków w jedną stronę
LIMIT_RECIPROCATE_SPEED_PULSES_PER_SEC=5000 # prędkość
LIMIT_RECIPROCATE_ACCEL_PULSES_PER_SEC2=15000

Działanie:

1. ⚡ Energizuje silnik (tylko podczas działania skryptu)
2. Jedzie 2000 kroków naprzód, 2000 kroków wstecz — w pętli
3. Jeśli SCL (forward) lub SDA (reverse) aktywna mid-cycle → natychmiastowy reverse
4. Ctrl+C → de-energizuje silnik + zwalnia USB (brak ciepła w spoczynku)

Test jednorazowy krańcówki — make test-limit

make test-limit      # Forward → limit → reverse → standby (jednorazowy)

Scenariusz:

1. Rusza do przodu, czeka na SCL (forward limit)
2. Gdy limit wykryty → odwraca kierunek
3. Jedzie wstecz, czeka na SDA (reverse limit)
4. Przechodzi w standby (de-energize)

Sprawdzenie stanu krańcówek

make limits          # Szybki odczyt FWD/REV limit switches

Wynik:

🔍 Checking limit switches...
Forward limit: inactive
Reverse limit: ACTIVE
⚠️  Limit triggered - motor blocked in that direction

Test z ticcmd (fallback bez Pythona)

Jeśli Python ma problemy, użyj natywnego ticcmd:

make tic-list              # Lista urządzeń
make tic-status            # Pełny status
make tic-home-reverse      # Homing via ticcmd
make tic-deenergize        # Wyłączenie silnika

Bezpieczeństwo

• Ctrl+C → bezpieczne deenergize (cewki wyłączone)
• GPIO emergency stop → natychmiastowe halt_and_hold() przy krańcówce
• Soft limity → move_to_safe() przycina pozycję do zakresu ± margines
• Nigdy nie odłączaj silnika przy zasilonym sterowniku
• Bez radiatora max ~1800 mA na cewkę

Licencja

Program: MIT (Softreck, softreck.dev) Zależność ticlib: BSD-2-Clause (Julien Phalip) — dozwolona komercyjnie

License

Licensed under Apache-2.0.

Author

Tom Sapletta