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STM32智能小车系列教程(chéng)--电(diàn)机驱动&直(zhí)流电机

发表时间(jiān):2018-10-23 09:27作者:中科四平网址:http://www.zg.0851.yichang.xinxiang.zz.pingliang.ww38.viennacitytours.com

哈喽~ 又(yòu)到(dào)一(yī)周波(bō)波秀(xiù)时间了,本周波波将(jiāng)为大家介绍如何选择一(yī)款合适的(de)直(zhí)流减速电机和电机(jī)驱(qū)动(dòng)芯片。

直(zhí)流减速(sù)电机(jī)

如果说单片机是智能小车的大脑,负(fù)责运算处理,那么电机就是智(zhì)能小车的四肢(zhī)了,负责为小(xiǎo)车行驶提供(gòng)源(yuán)源不断的动力。从这点就可以看出(chū)选择一款合适的直流减速电机是非常(cháng)重(chóng)要的,那么我(wǒ)们在选择和购买(mǎi)时应该需要注意(yì)什么(me)呢?又有那些坑会(huì)踩到呢?其实我们只需要关注价格、体(tǐ)积、额定(dìng)电(diàn)压、额定电(diàn)流、负载电流、空载转速、负载转(zhuǎn)速(sù)、扭(niǔ)矩等几个小方面就可(kě)以了~

少(shǎo)年莫慌,我们开始一点一点看怎(zěn)样选择~

价格

这个问题我觉(jiào)得不是什(shí)么问题,毕(bì)竟还(hái)是有大把土豪存在的我们(men)开始关注(zhù)下一(yī)个方(fāng)面~ 开玩笑的,其实价格的不同也是跟不同的小电(diàn)机有关的,下面给大家看几种常用的电(diàn)机。

体积

电机(jī)的体积大小选择是(shì)跟你想要把小车做多(duō)大有关系,你想做个(gè)迷你的智能小车,那肯定要(yào)选一个(gè)小一(yī)点的电机(jī)了,就比(bǐ)如上图(tú)中的N20电机,就可以做的很小了。如果对(duì)小车的体积不做限制那就可以(yǐ)选择上面那款黄色的电机了,价(jià)格实惠还耐(nài)用,完美选择~

额定(dìng)电压

电机的额定电(diàn)压一般会影响到电机的转速,现在的电机大部(bù)分都是宽(kuān)电压,在(zài)额定电压(yā)的基础上(shàng)±3V都是没问题,当然具体还要看电机的规格书(shū),其(qí)实选择多少额定电压的电机还是要看你小车的供电方(fāng)式。如果(guǒ)用充电宝(bǎo),那就(jiù)可(kě)以选择个6V的就可(kě)以(yǐ)了,要是用锂电池,锂电池一般电压是(shì)3.7V,这里还(hái)是建(jiàn)议做一个升压电(diàn)路,3.7V升(shēng)5V的电路很常见。 当然如(rú)果你还(hái)有别的供电方式,可以自(zì)行选择需要(yào)多大额定(dìng)电压(yā)的电机。

额定电流&负载电流

电机的额定电流(liú)和负载(zǎi)电流(liú)还是(shì)比较重要(yào)的一个参数,因(yīn)为这个参数会(huì)决定我们选择具有(yǒu)多大电流输出的(de)电机驱动芯片,选择的电机驱动芯(xīn)片有足(zú)够(gòu)电流输出,如果选择的驱动芯片输出电(diàn)流过小,会让(ràng)电机无法正常工作。

空载转(zhuǎn)速&负载转速&扭矩

转速(sù)想必大家应(yīng)该知道决定小车的何种(zhǒng)属性,但是(shì)这里转速不只会决(jué)定小车的速度,还决定了小车的负(fù)载能力。这里我们(men)用(yòng)的电机(jī)都(dōu)是(shì)经过齿轮减速过的电机,看到这(zhè)里可能有些同学会(huì)问(wèn)为什么要减(jiǎn)速呢?其实(shí)这里用(yòng)齿轮减速主要是为了提高电机的扭矩(jǔ)(力矩),说白了就是电机转动的力量,力量越大(dà)就表示这个电机所能载动的负重越大,反之亦然。那么这里转速与扭矩的实际关系(xì)是什么(me)呢?我们通过(guò)一款电(diàn)机(jī)(N20)的(de)参数来看一下(xià)规律。

减速(sù)比

1:10

1:20

1:30

1:50

1:100

1:150

1:210

1:298

1:380

1:1000

负载转(zhuǎn)速(rpm)

750

375

250

150

75

50

35

25

20

7

负载(zǎi)扭矩(g·cm)

20

40

60

100

200

300

400

600

750

2000

从上表(biǎo)中我们(men)可以看出,当减速比(bǐ)越大时转(zhuǎn)速越低,但是扭矩(jǔ)是(shì)越(yuè)来越(yuè)大,我们是不是可以(yǐ)找到一定规律了呢?我们(men)在实际(jì)使用时可以自行选(xuǎn)择合适减速比的电(diàn)机以获得需(xū)要的(de)转速(sù)和扭矩(jǔ)。本教程中使用的是大黄个,就那个个头(tóu)大,价格便(biàn)宜还耐用的大电机!

电机(jī)驱动芯片

电机作(zuò)为小车的(de)四(sì)肢(zhī),想要完(wán)美驱动四(sì)肢进行运动,我(wǒ)们不(bú)止(zhǐ)需要大脑(nǎo)的运算,还需(xū)要运动神经中枢(shū)的一起联动,那么这里的运动(dòng)中枢神经是什么呢?其实(shí)就是一款电机驱(qū)动芯片,为什么(me)需(xū)要用(yòng)电机驱动(dòng)芯片(piàn)去驱动电机,而不是直接用单片机去驱(qū)动电机(jī)呢(ne)?同学(xué),你这问题很优秀,像极了当年还懵懂无知的波(bō)波~其实主要原(yuán)因就是电(diàn)机(jī)工作电流是非常大的,其工作电流远超(chāo)单片(piàn)机所能(néng)承受的电流,很(hěn)容易就把单片机直接烧毁了~那么电机驱动芯片是什么(me)呢?其实电(diàn)机驱动芯片(piàn)是(shì)集成有CMOS 控制(zhì)电路和DMOS 功率器件的(de)芯片(piàn),主要是利用(yòng)了MOS管的(de)特性,可以用电压去(qù)控(kòng)制输出电(diàn)流的大小,这里不做(zuò)进一(yī)步详(xiáng)解,有兴(xìng)趣的同学可以去查阅一下场效(xiào)应管和三(sān)极管的工作原理,了解两者的工作(zuò)方式。

现在比较常(cháng)用的也就(jiù)那么几款,这里(lǐ)我们对比一(yī)下(xià)L298N和TB6612这两款(kuǎn)的驱动(dòng)芯片的(de)差(chà)异。

封装体积

L298N的封装体积比(bǐ)较大(dà),整体来说工作更加稳定点,TB6612的封装体积比较(jiào)小,工(gōng)作性能也不差(chà),这两款电(diàn)机(jī)波(bō)波(bō)这里都测试过,都可以完(wán)美使(shǐ)用,如果你对小车体积要求的比较小,可以选(xuǎn)择TB6612这款,外围(wéi)电路只需要四个滤波电(diàn)容即可工作~

二者对比


L298N

TB6612

供电电压

4.5V~46V

4.5V~15V

电(diàn)流输出

2A

1.2A

电(diàn)流(liú)峰(fēng)值输出

3A

3.2A

逻辑输入

4路(lù)

7路

通道(dào)输出

2路

2路

散热片

需要(yào)

不需要(yào)

两者相比之下,波波还是更倾向于使用TB6612的,因为体积小,外围器件(jiàn)小,最重要(yào)的是不需要散(sàn)热片,要知道L298N不加(jiā)散热片是很容(róng)易烧坏(huài)的,唯一不足的是TB6612要(yào)比L298N多用(yòng)3个管脚去控制。看一下在本教程使用电机驱动吧~是不是(shì)很小巧~

又到了说再见(jiàn)的(de)时候了~我们下周(zhōu)再见!


本教程是系列教程,每周都会在微信公众(zhòng)号更新,各(gè)位小伙伴(bàn),扫描(miáo)下方二维码关注中科四平,获取更多教程~


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