_SKU_DFR0508_FireBeetle_Covers DC_Motor&Stepper_Driver - jimaobian/DFRobotWikiCn GitHub Wiki

FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver

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

  • 驱动主控：STM8S105
  • 控制电路工作电压：3.3-5V (连接到FireBeetle的VCC)
  • 控制电路工作电流：30mA
  • 电机驱动芯片：TB6612FNG
  • 电机驱动电压：4-12V
  • 电机驱动能力：1.2A平均电流@5V
  • 峰值电流：3.2A@5V
  • 通信接口：I2C接口
  • 设备地址：0x18
  • 最大刷新频率：1ms
  • 工作模式：4路直流电机或2路步进电机
  • 支持4路舵机驱动
  • 一个状态指示灯
  • 外形尺寸: 58mm x 29mm
  • 安装孔尺寸：3.1mm x 6mm
  • 安装孔位置: 53mm x 24mm
  • 安装孔尺寸：内径3.1mm/外径6mm
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

  • 提供四路舵机驱动口（D6-D9）
  • 提供四路普通电机驱动口（M1A/M1B, M2A/M2B，M3A/M3B, M4A/M4B）或者两路步进电机驱动口（M1A/M1B/M2A/M2B， M3A/M3B/M4A/M4B）
    • eg.（M1A/M1B, M2A/M2B)作为普通电机驱动口，(M3A/M3B/M4A/M4B）作为步进电机驱动口

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

  • 状态1：LED灯闪烁（频率30Hz），说明电机驱动芯片正在等待主机发送初始化指令。
  • 状态2：LED常亮，说明电机驱动芯片正常工作（控制电机运转并且等待主机发送新的指令）。
  • 状态3：LED熄灭，说明电机驱动芯片出现通讯异常。
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

  • pin脚间距：2.54mm
  • 安装孔间距：24mm/53mm
  • 安装孔尺寸：3.1mm
  • 主板尺寸：29.00mm×58.00mm
  • 板厚：1.6mm

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。 |

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