初学者
10 分钟

使用TB6593FNG和ATmega328P定制直流电机的性能

平稳控制,提升效率

DC MOTOR 2 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

DC MOTOR 2 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

提升您的工程能力,最大限度地提高效率,并释放电机的“全桥”潜力。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

DC MOTOR 2 Click基于Toshiba Semiconductor的TB6593FNG,这是一款全桥刷式直流电机驱动器。TB6593FNG采用了带有低导通电阻的LD MOS结构的输出晶体管配置(5V电源供应时典型值为0.35Ω)。它具有宽广的工作电压范围,最大输出电流容量为1A,并且具有包括与电机相关的控制功能和内置保护电路(如热关断和低电压检测)在内。这个Click板是一种PWM控制类型,可以通过mikroBUS™插槽 的多个引脚进行电机控制。mikroBUS™插槽

的PWM信号驱动电机, 而IN1和IN2引脚则通过mikroBUS™插槽上的CS和RST引脚提供二进制方向信号,以设置电机的方向(顺时针或逆时针)或应用停止或短刹车功能。停止模式切断电源供应,因此电机会继续旋转直到失去动力,而短刹车则会使其突然停止。除了用于驱动直流电机的mikroBUS™插槽的PWM引脚外,这个Click板还具有一个标有SLP的待机引脚,通过INT引脚路由到mikroBUS™ 插槽,用于优化功耗,以用于节能目的。DC MOTOR 2 Click支持

TB6593FNG的外部电源,可以连接到标记为VM的输入端子,并且应在2.5V到13V的范围内,而直流电机线圈可以连接到标记为OUT1和OUT2的端子。这个Click板可以通过PWR SEL跳线选择3.3V和5V逻辑电压电平两种操作模式。这样,既可以允许3.3V和5V电压的MCU正确使用通信线路。但是,这个Click板配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可供进一步开发时参考使用。

DC MOTOR 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

DC Gear Motor - 430RPM (3-6V)代表了电机和齿轮箱的完美组合,齿轮的添加降低了电机的转速,同时增加了扭矩输出。这款齿轮电机具有斜齿轮箱,使其成为对扭矩和速度要求较低的应用非常可靠的解决方案。齿轮电机的最关键参数是速度、扭矩和效率,在这种情况下,空载时速度为520RPM,最大效率时为430RPM,电流为60mA,扭矩为50g.cm。额定工作电压范围为3-6V,具有顺时针/逆时针旋转方向,这款电机是机器人技术、医疗设备、电动门锁等许多功能的理想选择。

DC MOTOR 2 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Motor Control 2
PD2
RST
Motor Control 1
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
PWM Signal
PD6
PWM
Standby Mode
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

DC MOTOR 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

软件支持

库描述

这个库包含 DC MOTOR 2 Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • dcmotor2_spin_counter_clockwise - 此函数将 IN1/IN2 引脚设置为 0/1,并使电机逆时针旋转。

  • dcmotor2_spin_clockwise - 此函数将 IN1/IN2 引脚设置为 1/0,并使电机顺时针旋转。

  • dcmotor2_pull_brake - 此函数将 IN1/IN2 引脚设置为 1/1,并强制电机制动。

  • dcmotor2_stop_motor - 此函数将 IN1/IN2 引脚设置为 0/0,并完全停止电机。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief DcMotor2 Click example
 * 
 * # Description
 * This library contains API for the DC Motor 2 Click driver.
 * This example showcases how to initialize and use the DC Motor 2 Click. The Click contains a 
 * Driver IC for DC motors which can spin the motor clockwise, counter-clockwise, break it and
 * completely stop the motor. The example needs a DC motor and a power supply in order to work.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * This function initializes and configures the logger and Click modules.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example that demonstrates the use of the DC Motor 2 Click board.
 * DC Motor 2 Click communicates with register via PWM interface.
 * It shows moving in the Clockwise direction from slow to fast speed
 * and from fast to slow speed, then rotating Counter Clockwise,
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * 
 * \author Nikola Peric
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dcmotor2.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static dcmotor2_t dcmotor2;
static log_t logger;
uint8_t dcmotor_direction = 1;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    dcmotor2_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );
    Delay_ms ( 100 );

    //  Click initialization.

    dcmotor2_cfg_setup( &cfg );
    DCMOTOR2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    Delay_ms ( 100 );
    dcmotor2_init( &dcmotor2, &cfg );
    dcmotor2_pwm_start( &dcmotor2 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_info( &logger, "---- Application Task ----" );
}

void application_task ( )
{    
    static int8_t duty_cnt = 1;
    static int8_t duty_inc = 1;
    float duty = duty_cnt / 10.0;

    if ( dcmotor_direction == 1 )
    {
        dcmotor2_pull_brake ( &dcmotor2 );
        dcmotor2_spin_clockwise ( &dcmotor2 );
        log_printf( &logger, "> CLOCKWISE <\r\n" );
        dcmotor2_enable_motor ( &dcmotor2 );
    }
    else
    {
        dcmotor2_pull_brake ( &dcmotor2 );
        dcmotor2_spin_counter_clockwise ( &dcmotor2 );
        log_printf( &logger, "> COUNTER CLOCKWISE <\r\n" );
        dcmotor2_enable_motor ( &dcmotor2 );
    }

    dcmotor2_set_duty_cycle ( &dcmotor2, duty );
    log_printf( &logger, "> Duty: %d%%\r\n", ( uint16_t )( duty_cnt * 10 ) );
    Delay_ms ( 500 );

    if ( 10 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = -1;
    }
    else if ( 0 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = 1;        
        if ( dcmotor_direction == 1 )
        {
            dcmotor_direction = 0;
        }
        else if ( dcmotor_direction == 0 )
        {
            dcmotor_direction = 1;
        }
    }
    duty_cnt += duty_inc;

}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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