简介

DFRobot FireBeetle萤火虫系列是专为物联网设计的低功耗开发组件。此款FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver模块,是针对FireBeetle系列主控而设计的电机驱动器。它可以同时驱动四路直流电机或者两路二相四线步进电机,通过连接标注的I2C接口到主控,可以对各个电机接口进行配置和驱动。此款FireBeetle电机驱动板,采用了STM8S105作为电机驱动微处理器,负责解析由上位机发送的指令,通过计算后转换成电机驱动信号,支持最高刷新频率(数据更新频率)1ms/次。采用了两颗TB6612FNG高性能电机驱动芯片,静态下,功耗仅30mA,电机驱动能力高达1.2A@5V,峰值电流高达3.2A@5V,电机驱动支持4~12V宽电压(电机驱动供电)输入。其次,FireBeetle电机驱动板还提供了4路独立舵机驱动接口,可以直接通过主控来驱动舵机。

技术规格

注意:

逻辑控制部分供电与电机供电分离,电机部分需要单独供电! |

功能示意图

Fig2: DFR0508 FireBeetle Covers-DC Motor\&Stepper Driver 功能模块

PinOut

Fig3: DFR0508 FireBeetle Covers-DC Motor\&Stepper Driver Pinout STATUS状态指示灯说明

warning_yellow.png
注:NC不连接,VCC为电源电压输出(5V-USB供电时, 3.7V-锂电池供电时)

使用教程

准备

这里采用的是FireBeetle系列下的ESP8266主板作为示例,也可以采用其他arduino主控,如UNO,Mega等。

硬件

1 x ESP32/ESP8266控制板

1 x FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver模块

1 x 混合式步进电机-42BYGH1861A-C[http://www.dfrobot.com.cn/goods-623.html' 点此链接购买']

1 x 直流电机

软件

Arduino IDE 1.6+, 点击下载Arduino IDE

[https://github.com/DFRobot/DFRobot_MotorStepper请先下载FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver库] 如何安装库文件,点击链接

如何驱动一个直流电机?

FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver具备同时驱动四个独立的直流电机的能力,模块上已经清晰的标识出四个电机的接口:M1A和M1B控制一个直流电机,以此类推。该实验阐述了如何通过arduino主板控制一个直流电机。

硬件连接

将直流电机连接到M1A和M1B上,电机正极接M1A,电机负极接M1B。给电机驱动芯片供电4~12V,逻辑供电3.3V~5V,也可以直接插接在FireBeetle主控上进行供电(仍然需要给电机驱动外接电源4~12V)。 驱动直流电机连线示意图 样例代码

|

/*!
 * @file Motor.ino
 * @brief DFRobot's Motor Drive
 * @n The example demonstrates four groups D.C motors work together
      at the same time, contains operations such as rotation, speed
      adjustment, brakes and so on.

 * @copyright  [DFRobot](http://www.dfrobot.com), 2016
 * @copyright GNU Lesser General Public License

 * @author [LiXin]
 * @version  V1.0
 * @date  2017-7-31
 * @https://github.com/DFRobot/DFRobot_MotorStepper
 */
#include "Arduino.h"
#include "Wire.h"
#include "DFRobot_MotorStepper.h"

/*****************Keywords instruction*****************/
//M1--->motor_Group_1--->[M1A(+),M1B(-)]
//M2--->motor_Group_2--->[M2A(+),M1B(-)]
//M3--->motor_Group_3--->[M3A(+),M3B(-)]
//M4--->motor_Group_4--->[M4A(+),M4B(-)]
//CW: rotate in positive direction
//CCW: rotate in reverse
//A0: Chip Selection Address 1
//A1: Chip Selection Address 2
//A2: Chip Selection Address 3
//A3: Chip Selection Address 4
/*****************Function instruction*****************/
//void start(uint8_t dir)
  //*This function can be used to start the motor
  //*dir: Set Orientation       CW or CCW
//void speed(uint16_t val)
  //*This function is used to set the motor speed
  //*val: Set the speed       0<=val<=4096
//void stop()
  //*This function is used to stop the motor turning

DFRobot_Motor motor1(M1,A0);


void setup() {
  //initialize serial communication at 9600 bits per second:
  Serial.begin(115200);
  //join i2c bus (address optional for master)
  Wire.begin();
  //Initialize D.C motor drive chip (Group1)
  motor1.init();
}

void loop()
{
  //Setting initial velocity(Min:0  Max:4096)
  motor1.speed(4096);
  //Motor1 rotate in positive direction
  motor1.start(CW);
  delay(2000);

  //All motors rotate in reverse
  motor1.start(CCW);
  delay(2000);

  //All motors brake and stop rotating
  motor1.stop();
  delay(2000);
}

|}

程序功能:第一组直流电机顺时针转动2秒,然后逆时针转动2秒,最后停止2秒,如此循环。

函数功能:

1.创建一个电机对象

DFRobot_Motor motor1(M1) M1表示第一组直流电机(M1A(+),M1B(-))

2.初始化电机驱动,读取产品id和版本id并且打印到串口

init()

3.设置电机速度

speed(val) 0<=val<=4096(4096时,速度最大)

4.设置方向,并开始转动

start(dir) dir=CW:正转(顺时针) dir=CCW:反转(逆时针)

如何驱动一个步进电机?

FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver驱动板具备同时驱动两个独立的两相四线步进电机,电机接口采用直流电机接口,通过I2C软件配置。示例中,阐述了如何通过arduino主板控制一个两相四线的步进电机。

硬件连接

如图所示,将步进电机连接到STEPPER1上,给电机驱动供电4~12V。 驱动步进电机连线示意图 样例代码

|

/*!
 * @file Stepper.ino
 * @brief DFRobot's Motor Drive
 * @n The example demonstrates two groups of stepping motors (Group A and Group B) work together
      at the same time, including operations such as precision control of rotation angles, rotation
      directions etc.

 * @copyright  [DFRobot](http://www.dfrobot.com), 2016
 * @copyright GNU Lesser General Public License

 * @author [LiXin]
 * @version  V1.0
 * @date  2017-7-31
 * @https://github.com/DFRobot/DFRobot_MotorStepper
 */
#include "Arduino.h"
#include "Wire.h"
#include "DFRobot_MotorStepper.h"

/*****************Keywords instruction*****************/
//SA--->Stepper_Group_A--->[M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-)]
//SB--->Stepper_Group_B--->[M3A(A+),M3B(A-),M4A(B+),M4B(B-)]
//CW: rotate in positive direction
//CCW: rotate in reverse
//A0: Chip Selection Address 1
//A1: Chip Selection Address 2
//A2: Chip Selection Address 3
//A3: Chip Selection Address 4
/*****************Function instruction*****************/
//void start(float angle, uint16_t speed, uint8_t dir)
  //*This function can be used to start the motor
  //*angle: Set the Angle       Min:0°(If the Angle is equal to 0°,The motor will not stop spinning)
  //*speed: Set the speed       Min:8
  //*dir: Set Orientation       CW or CCW
//void getDir()
  //*This function can get the current rotation direction of the motor

DFRobot_Stepper stepperA(SA,A0);

void reverse_SA()
{
  stepperA.start(0, 12, !stepperA.getDir());
}

void setup() {
  //initialize serial communication at 9600 bits per second:
  Serial.begin(115200);
  //join i2c bus (address optional for master)
  Wire.begin();
  //Initialize drive chips of stepping motors (Group A and Group B)
  stepperA.init();
  //Setting stepping motor Group A rotate in positive direction
  stepperA.start(0, 20, CW);
}

void loop()
{
  //Stepping motor (Group A) rotate in reverse in every 2 seconds
  reverse_SA();
  delay(2000);
}

|}

程序功能:A组步进电机(即:M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-))每隔2秒反向一次

函数功能:

1.创建一个步进电机对象

DFRobot_Stepper stepperA(SA) SA表示A组步进电机(M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-))

2.初始化电机驱动,读取产品id和版本id并且打印到串口

init()

3.步进电机设置旋转角度、速度以及旋转方向,并开始转动

start(angle, speed, dir) angle:设置旋转的分辨率,电机最大分辨率为0.9°,即电机步进的角度最小为0.9°,如果设置0.1°,则电机不会旋转,如果设置1°,则电机只会旋转0.9°。 Min:0°(如果设置角度为0,则电机会一直旋转)。 speed:设置速度,速度范围为0~1023,设置0时速度为0r/min,设置1023时速度最大,最大速度为200r/min dir: 设置方向,dir=CW:正转(顺时针) dir=CCW:反转(逆时针)

4.A组步进电机反向函数

reverse_SA()

如何同时驱动直流电机和步进电机?

在使用步进电机的同时,FireBeetle电机驱动板的另外两个直流电机驱动任然可以独立工作。示例中描述了如何同时控制步进电机和直流电流。

硬件连接

如下图所示,将步进电机连接到STEPPER1上,直流电机连接到M4。 直流电机和步进电机联调连线示意图 样例代码

|

/*!
 * @file Motor_Stepper.ino
 * @brief DFRobot's Motor Drive
 * @n The example demonstrates one group of stepping motor and 2 groups
      of D.C motors work together at the same time, contains direction control
      of D.C motors and stepping motor.

 * @copyright  [DFRobot](http://www.dfrobot.com), 2016
 * @copyright GNU Lesser General Public License

 * @author [LiXin]
 * @version  V1.0
 * @date  2017-7-31
 * @https://github.com/DFRobot/DFRobot_MotorStepper
 */
#include "Arduino.h"
#include "Wire.h"
#include "DFRobot_MotorStepper.h"

/*****************Keywords instruction*****************/
//M3--->motor_Group_3--->[M3A(+),M3B(-)]
//M4--->motor_Group_4--->[M4A(+),M4B(-)]
//SA--->Stepper_Group_A--->[M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-)]
//CW: rotate in positive direction
//CCW: rotate in reverse
//A0: Chip Selection Address 1
//A1: Chip Selection Address 2
//A2: Chip Selection Address 3
//A3: Chip Selection Address 4
/*****************Function instruction*****************/
//void start(float angle, uint16_t speed, uint8_t dir)
  //*This function can be used to start the motor
  //*angle: Set the Angle       Min:0°(If the Angle is equal to 0°,The motor will not stop spinning)
  //*speed: Set the speed       Min:8
  //*dir: Set Orientation       CW or CCW
//void getDir()
  //*This function can get the current rotation direction of the motor

DFRobot_Stepper stepperA(SA,A0);
DFRobot_Motor motor4(M4,A0);

void reverse_4()
{
  motor4.start(!motor4.getDir());
}

void reverse_SA()
{
  stepperA.start(0, 12, !stepperA.getDir());
}

void setup() {
  //initialize serial communication at 9600 bits per second:
  Serial.begin(115200);
  //join i2c bus (address optional for master)
  Wire.begin();
  //Initialize motor drive chip of stepping motor (Group A) and ¾ group of D.C motor
  stepperA.init();
  motor4.init();
  //Set the initial direction
  motor4.start(CW);
  stepperA.start(0, 12, CW);
  delay(1500);
}

void loop()
{
  static int i=0;
  //motor4 reverse in every 1.5 seconds
  reverse_4();
  //Stepping motor (Group A) reverse in every 3 seconds
  if((++i%2) == 0) {
    reverse_SA();
    i=0;
  }
  delay(1500);
}

|}

程序功能:A组步进电机(即:M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-))每隔3秒反向一次,第4组直流电机(即:M4A(+),M4B(-))每隔1.5秒反向一次

函数功能:

1.创建一个步进电机对象

DFRobot_Stepper stepperA(SA) SA表示A组步进电机(M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-))

2.创建一个直流电机对象

DFRobot_Motor motor4(M4) M4表示第四组直流电机(M4A(+),M4B(-))

3.初始化电机驱动,读取产品id和版本id并且打印到串口

init()

4.直流电机设置方向,并开始转动

start(dir) dir=CW:正转(顺时针) dir=CCW:反转(逆时针)

5.步进电机设置旋转角度、速度以及旋转方向,并开始转动

start(angle, speed, dir) angle:设置旋转的分辨率,电机最大分辨率为0.9°,即电机步进的角度最小为0.9°,如果设置0.1°,则电机不会旋转,如果设置1°,则电机只会旋转0.9°。 Min:0°(如果设置角度为0,则电机会一直旋转)。 speed:设置速度,速度范围为0~1023,设置0时速度为0r/min,设置1023时速度最大,最大速度为200r/min dir: 设置方向,dir=CW:正转(顺时针) dir=CCW:反转(逆时针)

6.第四组直流电机反向函数

reverse_4()

7.A组步进电机反向函数

reverse_SA()

API函数和宏定义说明

宏定义:

|

对象:
M1--->第一组直流电机--->[M1A(+),M1B(-)]
M2--->第二组直流电机--->[M2A(+),M1B(-)]
M3--->第三组直流电机--->[M3A(+),M3B(-)]
M4--->第四组直流电机--->[M4A(+),M4B(-)]
SA--->A组步进电机------>[M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-)]
SB--->B组步进电机------>[M3A(A+),M3B(A-),M4A(B+),M4B(B-)]
关键词:
CW:  正转(顺时针)
CCW: 反转(逆时针
片选地址
A0: 芯片片选地址一
A1: 芯片片选地址二
A2: 芯片片选地址三
A3: 芯片片选地址四

|}

函数:

|

该库用于控制直流电机和步进电机,包括正自旋、反向、调速、停止控制直流电机和步进电机驱动硬件等。
1.打开直流电机和步进电机驱动硬件,并且读取产品ID和版本ID
void init();
2.关闭直流电机和步进电机驱动硬件
void shutdown();
3.电机停止转动
void stop();
4.直流电动机设定方向并开始旋转
void start(uint8_t dir);
     dir:   设置方向       CW or CCW
5.设置步进电机旋转角度,速度,方向,并开始旋转
void start(float angle, uint16_t speed, uint8_t dir);
     angle: 设置旋转的分辨率;电机最大分辨率为0.9°,即电机步进的角度最小为0.9°,如果设置0.1°,则电机不会旋转,如果设置1°,则电机只会旋转0.9°。
            Min:0°(如果角度设置为0,电机就会一直旋转)
     speed: 设置旋转速度,速度范围为0~1023,设置0时速度为0r/min,设置1023时速度最大,最大速度为200r/min
     dir:   设置方向       CW or CCW
6.直流电机和步进电机调速
void speed(uint16_t val);
     val:   设置速度       motor:0<=val<=4096  stepper:0<=val<=1023

|}

尺寸图

Fig1: FireBeetle Covers-OLED12864 Display尺寸图

常见问题

问: FireBeetle Board-ESP32主控如何使用arduino编程来控制舵机?

- 答: 对于ESP32来说,它本身是不能兼容Arduino IDE自带的舵机库文件的,你可以下载DF给出的兼容库,进行舵机驱动。注意:ESP8266暂时不能驱动舵机库文件,我们将会在后期支持。

问: 插上电机扩展板后,无法下载程序

- 答: V1.0板的FireBeetle-ESP32在复位电路上与扩展板存在冲突,需要拔下扩展板下载程序,烧录程序。我们已经在后续的FireBeetle上修复了这个问题。

更多问题及有趣的应用,可以 访问论坛 进行查阅或发帖。

更多

DFshopping_car1.png DFRobot商城购买链接