(SKU:FIT0450) Micro DC Motor with Encoder-SJ01 带编码器直流减速电机

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Micro DC Motor with Encoder-SJ01 (SKU: FIT0450)

目录

简介

DFRobot新款微型直流减速电机,专为机器人DIY爱好者设计,减速比高达120:1。带两相正交霍尔编码器输出,单圈可输出16个脉冲信号。配合减速箱,单圈可输出高达1920个脉冲信号。配合Arduino控制器和电机驱动器或者直接使用RoMeo主控器就能够完成闭环PID控制、测速、PWM调速等功能。
电机采用纯铜输出轴,内嵌螺纹,加强的连接接头,极大的延长电机的使用寿命,连接也更加方便。搭配我们的移动平台,您可以非常方便的实现速度和方向的精确控制。

产品参数

  • 齿轮齿数比:120:1
  • 无负载转速(6V):160rpm
  • 无负载转速(3V):90rpm
  • 电机最大无负载电流(6V):170mA
  • 电机最大无负载电流(3V):140mA
  • 最大堵转电流:2.8A
  • 最大输出力矩(6V):0.8kgf.cm
  • 编码器电压:4.5~7.5V
  • 电机工作电压:3~7.5V(额定电压6V)
  • 额定力矩:0.2kgf.cm
  • 操作环境温度:-10~+60℃


引脚说明

FIT0450.png

标号 名称 功能描述
1 电机电源引脚+ 3-7.5V,额定电压6V
2 电机电源引脚-
3 编码器A相输出 随电机转速的变化输出频率变化的方波
4 编码器B相输出 随电机转速的变化输出频率变化的方波(接中断口)
5 编码器电源GND
6 编码器电源正极 4.5-7.5V

使用教程

准备

接线图

FIT0450+UNO.png

本次教程意在编码器的使用上,选用D2和D3两个管脚,其中D2作为了中断口,D3作为信号输入引脚。在实际应用中只需要确保两个管脚中有一个必须是中断管脚即可,另一个可自行定义(参见下图主控的中断管脚)

Interrupt Port with Different Board

Notcie: attachInterrupt()

Interrupt.png

举个例子,当你想在UNO上面使用中断管脚0(中断0),你可以连接2号数字管脚(D2);使用中断管脚1(中断1),你可以连接3号数字管脚(D3)

详细情况请查看 http://arduino.cc/en/Reference/AttachInterrupt

样例代码

示例代码1:


//The sample code for driving one way motor encoder
const byte encoder0pinA = 2;//A pin -> the interrupt pin 0
const byte encoder0pinB = 3;//B pin -> the digital pin 3
byte encoder0PinALast;
int duration;//the number of the pulses
boolean Direction;//the rotation direction 
 
 
void setup()
{  
  Serial.begin(57600);//Initialize the serial port
  EncoderInit();//Initialize the module
}
 
void loop()
{
  Serial.print("Pulse:");
  Serial.println(duration);
  duration = 0;
  delay(100);
}
 
void EncoderInit()
{
  Direction = true;//default -> Forward  
  pinMode(encoder0pinB,INPUT);  
  attachInterrupt(0, wheelSpeed, CHANGE);
}
 
void wheelSpeed()
{
  int Lstate = digitalRead(encoder0pinA);
  if((encoder0PinALast == LOW) && Lstate==HIGH)
  {
    int val = digitalRead(encoder0pinB);
    if(val == LOW && Direction)
    {
      Direction = false; //Reverse
    }
    else if(val == HIGH && !Direction)
    {
      Direction = true;  //Forward
    }
  }
  encoder0PinALast = Lstate;
 
  if(!Direction)  duration++;
  else  duration--;
}


代码1运行现象:

说明:数据不断的从串口输出,当电机正转时,输出的数值>0, 电机反向转时,输出数字<0。并且电机速度越快,数字的绝对值越大,反之越小。


FIT0450 data out.png


示例代码2(PID控制): 通过L298P直流电机驱动板驱动直流电机,PID算法控制电机的转速。

  1. 电机电源口连接至L298电机驱动M1口
  2. 下载并安装Arduino PID库如何安装库?
//The sample code for driving one way motor encoder
#include <PID_v1.h>
const byte encoder0pinA = 2;//A pin -> the interrupt pin 0
const byte encoder0pinB = 3;//B pin -> the digital pin 3
int E_left =5; //L298P直流电机驱动板的使能端口连接到数字接口5
int M_left =4; //L298P直流电机驱动板的转向端口连接到数字接口4
byte encoder0PinALast;
double duration,abs_duration;//the number of the pulses
boolean Direction;//the rotation direction 
boolean result;

double val_output;//用于提供给电机PWM功率值。
double Setpoint;
double Kp=0.6, Ki=5, Kd=0;  
PID myPID(&abs_duration, &val_output, &Setpoint, Kp, Ki, Kd, DIRECT); 
 
void setup()
{  
   Serial.begin(9600);//Initialize the serial port
   pinMode(M_left, OUTPUT);   //L298P直流电机驱动板的控制端口设置为输出模式
   pinMode(E_left, OUTPUT); 
   Setpoint =80;  //设置PID的输出值
   myPID.SetMode(AUTOMATIC);//设置PID为自动模式
   myPID.SetSampleTime(100);//设置PID采样频率为100ms
   EncoderInit();//Initialize the module
}
 
void loop()
{   
      advance();//电机正转
      abs_duration=abs(duration);
      result=myPID.Compute();//PID转换完成返回值为1
      if(result)
      {
        Serial.print("Pluse: ");
        Serial.println(duration); 
        duration = 0; //计数清零等待下次计数
      }
        

}
 
void EncoderInit()
{
  Direction = true;//default -> Forward  
  pinMode(encoder0pinB,INPUT);  
  attachInterrupt(0, wheelSpeed, CHANGE);
}
 
void wheelSpeed()
{
  int Lstate = digitalRead(encoder0pinA);
  if((encoder0PinALast == LOW) && Lstate==HIGH)
  {
    int val = digitalRead(encoder0pinB);
    if(val == LOW && Direction)
    {
      Direction = false; //Reverse
    }
    else if(val == HIGH && !Direction)
    {
      Direction = true;  //Forward
    }
  }
  encoder0PinALast = Lstate;
 
  if(!Direction)  duration++;
  else  duration--;

}
void advance()//电机正转
{
     digitalWrite(M_left,LOW);
     analogWrite(E_left,val_output);
}
void back()//电机反转
{
     digitalWrite(M_left,HIGH);
     analogWrite(E_left,val_output);
}

void Stop()//电机停止
{
     digitalWrite(E_left, LOW); 
} 
  

代码2运行现象:

因为程序设定的PID值为80,所以电机会稳定转速在80左右,当外界的力量(比如电机的驱动电压变化,电机受到的阻力变大等)迫使转速改变时,程序会通过PWM调节,使转速稳定在80左右。比如增大电机驱动电压,电机转速会短暂的上升后下降到80,减小电机驱动电压,电机转速会短暂下降后,上升到80。


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