Драйвер двигуна для Arduino Pololu DRV8835, 2 канали, 1,2 А (пік. 1,5 А), 1,5-11 В, захист від зворотної напруги, PWM до 250 кГц

Цей невеликий екран — це простий і економічний спосіб керування двома невеликими щітковими двигунами постійного струму за допомогою Arduino або Arduino-сумісної плати. Інтегрований драйвер подвійного двигуна DRV8835 дозволяє працювати від 1,5 В до 11 В, що робить його чудовим варіантом керування для низьковольтних двигунів. Екран може видавати безперервний 1,2 A (1,5 A пік) на двигун або безперервний 2,4 A (3 A пік) на один двигун, якщо налаштувати обидва канали, підключені паралельно.

ОПИС

Огляд

Цей екран драйвера двигуна та його відповідна бібліотека Arduino спрощують керування парою двонаправлених щіткових двигунів постійного струму за допомогою Arduino або сумісної плати, такої як A-Star 32U4 Prime. На дошці представлено Texas Instruments’ Інтегральна мікросхема драйвера двигуна DRV8835 із подвійним H-мостом, що дозволяє працювати від 1,5 В до 11 В і робить його особливо придатним для керування невеликими низьковольтними двигунами. Екран може забезпечувати безперервну 1,2 А на канал і витримувати пікові струми до 1,5 А на канал протягом декількох секунд, і канали можна додатково налаштувати для паралельної роботи, щоб подавати вдвічі більший струм на один двигун.

Екран постачається повністю заповненим компонентами SMD, включаючи драйвер DRV8835 і польовий транзистор для зворотного захисту акумулятора; роз'ємні контакти для взаємодії з Arduino та клемні колодки для підключення двигунів і живлення включені, але не припаяні (дивіться розділ Збірка з включеним апаратним забезпеченням нижче).

На екрані використовуються цифрові контакти 7, 8, 9 і 10 для ліній керування, хоча зіставлення контактів керування можна налаштувати, якщо значення за замовчуванням не зручні. Він повинен бути сумісний з будь-якою платою, яка має стандартне розташування контактів Arduino та здатність генерувати сигнали ШІМ на контактах 9 і 10. Сумісні плати керування включають:

• A-Star 32U4 Prime
• Arduino Uno
• Ардуіно Леонардо
• Arduino Due
• Arduino Mega 2560

Цей екран призначений для забезпечення недорогого базового драйвера двигуна для Arduinos, тому він набагато менший, ніж типові екрани Arduino, і не містить наскрізних роз’ємів, які можна стекувати. Для драйверів більшої потужності з більшими параметрами конфігурації перегляньте наші більші екрани драйверів двигуна MC33926 і VNH5019.

У якості альтернативи цьому екрану з високою напругою розгляньте екран подвійного драйвера двигуна A4990. У нас також є подібний набір драйверів двигуна DRV8835 для Raspberry Pi Model B+, а також менший носій DRV8835 (і навіть менший одноканальний носій DRV8838) для тих, хто використовує інший контролер або має обмеження в просторі.

особливості

• Драйвер двигуна з подвійним H-мостом: може керувати двома двигунами постійного струму або одним біполярним кроковим двигуном
• Напруга живлення двигуна: від 1,5 В до 11 В
• Напруга живлення логіки від 2 В до 7 В
• Вихідний струм: 1,2 А постійно (1,5 А пік) на двигун
• Вихідні сигнали двигуна можна з’єднати паралельно, щоб забезпечити безперервний струм 2,4 А (пікове значення 3 А) до одного двигуна
• Робота з ШІМ до 250 кГц (ультразвукові частоти забезпечують більш тиху роботу двигуна)
• Два можливих режими інтерфейсу: PHASE/ENABLE (за замовчуванням – один контакт для напрямку, інший для швидкості) або IN/IN (виведення в основному дзеркальних входів)
• Shield може опціонально живити базу Arduino безпосередньо, якщо напруга живлення двигуна підходить
• Бібліотека Arduino дозволяє легко почати використовувати цю плату як щит драйвера двигуна
• Відображення контактів Arduino можна налаштувати, якщо відображення за замовчуванням незручні
• Захист від зворотної напруги на джерелі живлення двигуна
• Блокування від зниження напруги та захист від перевантаження по струму та перегріву

Збірка з комплектним обладнанням

Перед тим, як щит можна буде підключити до вашого Arduino, роз’ємні штирі повинні бути встановлені в нижній частині плати (сторона без компонентів або тексту), впаявши їх у відповідні отвори. Щит постачається з 15-контактним роз’ємом 0.1″ пряма відривна чоловіча заголовна смуга, яку можна розбити на менші частини та використовувати для цієї мети. Чотири отвори вздовж лівої сторони плати (VCC, GND, GND і AVIN) і всі п’ять отворів вздовж правої сторони плати (цифрові контакти 6 – 10) повинні бути зібрані за допомогою контактних штифтів так, щоб екран створював відповідні з’єднання з Arduino. Після складання один простий спосіб переконатися, що ви правильно підключили екран до Arduino, це вирівняти проміжок між контактами 7 і 8 на екрані з проміжком між контактами 7 і 8 на роз’ємах Arduino.

Якщо вам потрібна можливість живлення Arduino від екрану, ви можете припаяти два штирі роз’єму до лівого нижнього кута плати (у полі шовкографії поруч із міткою VOUT). Ці шпильки повинні бути спрямовані вгору, від Arduino. Якщо ви потім розташуєте блок блакитного замикання, що входить до комплекту, на ці штифти (як показано на зображенні вище), екран із зворотним захистом живитиме Arduino через його контакт VIN. Перегляньте розділ «Використання екрану» нижче, щоб отримати додаткові відомості про це, включаючи деякі важливі попередження.

До комплекту входять три 2-контактні 5-міліметрові клемні колодки для легкого підключення двигуна та живлення до екрану після того, як вони зсунуті разом і припаяні до шести великих наскрізних отворів. Крім того, ви можете припаяти 0.1″ штифти штифтів до менших наскрізних отворів над отворами клемної колодки, або ви можете просто припаяти дроти безпосередньо до екрана.

Додаткові блоки замикання та штифти заголовка, окрім того, що включено, можуть бути використані для виконання деяких більш просунутих додаткових модифікацій екрана, таких як переналаштування контактів керування або паралелювання виходів.

Arduino єне включені.

Використання щита

Екран підключається до цифрових контактів Arduino 6, 7, 8, 9 і 10 з одного боку та Arduino VIN, GND, GND і 5V/VCC з іншого. Верхній лівий кут екрану частково блокує контакт 3,3 В Arduino, але цю область плати (позначену білою рамкою шовкографії) можна видалити, якщо необхідно, щоб забезпечити доступ. Екран також блокує цифровий контакт Arduino 6, але він забезпечує альтернативні точки доступу до цього контакту через сусідні наскрізні отвори. На платі ні для чого не використовується контакт 6.

У стані екрану за замовчуванням екран драйвера двигуна та Arduino живляться окремо, хоча вони мають спільну землю, а рейка 5 В Arduino служить джерелом логічного живлення екрану. При такому використанні Arduino має отримувати живлення через USB, роз’єм живлення або контакт VIN, а на екран має подаватись напруга від 1,5 В до 11 В через великі контакти VIN і GND. Намагатися живити екран від Arduino не рекомендується, оскільки це може призвести до великих струмів, що протікають через невеликі сліди. Однак, якщо джерело живлення двигуна підходить, можна живити Arduino від екрану. Це можна зробити, розмістивши перемичку між контактами екрану в нижньому лівому куті з позначками VOUT і AVIN, яка з’єднує напругу живлення двигуна з зворотним захистом до контакту VIN Arduino для живлення Arduino. У цій конфігурації гніздо живлення Arduino має залишатися відключеним.

За замовчуванням плата працює в режимі PHASE/ENABLE, у якому сигнал ШІМ, що подається на висновок ENABLE, визначає швидкість двигуна, а цифровий стан виводу PHASE визначає напрямок обертання двигуна. Контакти Arduino 9 і 7 використовуються для керування швидкістю та напрямком, відповідно, двигуна 1, а контакти 10 і 8 контролюють швидкість і напрямок двигуна 2. У таблиці нижче показано, як входи впливають на виходи в цьому режимі:

Режим PHASE/ENABLE підходить для більшості програм.

Налаштування плати для режиму IN/IN

Режим роботи драйвера контролюється контактом MODE, який екран підключає до VCC за замовчуванням для вибору режиму PHASE/ENABLE. Щоб змінити режим, знайдіть пару 0.1″ наскрізні отвори у верхній лівій частині плати з позначкою “MODE” і використовуйте ніж, щоб вирізати слід, який з’єднує обидва на нижній стороні друкованої плати. Оскільки висновок MODE має внутрішній висувний резистор, для перемикання інтерфейсу керування на IN/IN достатньо розірвати його з’єднання з VCC, що дозволяє використовувати трохи розширеніші параметри керування, як описано в таблиці нижче:

Після того, як лінія між двома штифтами була розрізана, ви можете використовувати пару штифтів заголовка та блок замикання для керування режимом: коли блок замикання увімкнено, режимом є ФАЗА/УВІМКНЕНО; якщо його вимкнено, режим IN/IN.

Налаштування плати для одноканального режиму (паралельні виходи)

Щоб використовувати два канали двигуна паралельно для керування одним двигуном, важливо переконатися, що обидва канали завжди отримуватимуть однакові керуючі сигнали, тому процес реконфігурації починається з модифікації керуючих входів. Спочатку знайдіть групу 2×5 0.1″ наскрізні отвори вздовж правого боку дошки. Ці отвори проходять паралельно контактам 6-10, а сліди між ними на нижній стороні друкованої плати ефективно з’єднують контакти Arduino з контактами керування DRV8835. Якщо ви хочете переналаштувати один із цих керуючих контактів, ви можете вирізати потрібний слід ножем, а потім протягнути дріт від внутрішнього отвору до нового контакту Arduino. Перепризначення для одноканального режиму вимагає вирізання однієї траси PWM (9 або 10) і однієї DIR (7 або 8); відрізати 10 і 8, щоб керувати обома виходами від вхідних контактів двигуна 1, або відрізати 9 і 7, щоб керувати обома від вхідних контактів двигуна 2. Якщо потім припаяти ряд штирів роз’єму вздовж внутрішнього ряду отворів, можна безпечно з’єднати разом обидві лінії ШІМ та обидві лінії DIR за допомогою блоків замикання. У цій конфігурації дві нерозрізані лінії керування Arduino визначають поведінку обох каналів двигуна.

Останнім кроком є з’єднання вихідних каналів. Простий спосіб зробити це — припаяти контакти роз’єму до двох пар отворів, позначених “A” і “B” поблизу виходів двигуна. Розміщення замикаючих блоків між цими парами контактів з’єднує M1A з M2A та M1B з M2B, що, у свою чергу, означає, що ви можете отримати до 3 A від точок з’єднання для будь-якого каналу (наприклад, ви можете під’єднати двигун лише до клемних колодок M1A та M1B, а не шукати спосіб під’єднати його до всіх чотирьох виходів двигуна).

Розсіювання потужності в реальному світі

Специфікація DRV8835 рекомендує максимальний безперервний струм 1,5 А на канал двигуна. Однак сам чіп буде перегріватися при менших струмах. Наприклад, у наших тестах за кімнатної температури без примусового потоку повітря чіп міг видавати 1,5 А на канал протягом приблизно 15 секунд, перш ніж спрацював тепловий захист чіпа та вимкнув виходи двигуна, тоді як безперервний струм 1,2 А на канал підтримувався протягом багатьох хвилин без ініціювання теплового відключення. Фактичний струм, який ви можете забезпечити, залежатиме від того, наскільки добре ви зможете підтримувати драйвер двигуна в охолодженому стані. Друкована плата носія призначена для відведення тепла від мікросхеми драйвера двигуна, але продуктивність можна покращити, додавши радіатор. Наші тести проводилися при 100% робочому циклі; ШІР-мотор двигуна буде вводити додатковий нагрів, пропорційний частоті.

Принципова схема

ТЕХНІЧНІ ДЕТАЛІ

Розміри

• Розмір: 2.0″ × 0,56″
  (без апаратного забезпечення)
• Вага: 2,3 г
  (без апаратного забезпечення)

Загальні характеристики

• Драйвер двигуна: DRV8835
• Моторні канали: 2
• Мінімальна робоча напруга: 1,5 В
  (сам DRV8835 має мінімальну напругу живлення двигуна 0 В, але схема захисту від зворотної напруги плати обмежує мінімум до 1,5 В)
• Максимальна робоча напруга: 11 В
• Постійний вихідний струм на канал: 1,2 А
  (типові результати при 100% робочому циклі при кімнатній температурі)
• Піковий вихідний струм на канал: 1,5 А
• Постійний паралельний вихідний струм: 2,4 А
  (типові результати при 100% робочому циклі при кімнатній температурі)
• Максимальна частота ШІМ: 250 кГц
• Захист від зворотної напруги?: Y

РЕСУРСИ

Завантаження файлів

• Принципова схема Pololu DRV8835 Dual Motor Driver Shield для Arduino (214k pdf)
  Схематична схема для друку Pololu DRV8835 Dual Motor Driver Shield для Arduino.
• Технічний опис драйвера двигуна Texas Instruments DRV8835 (1MB pdf)

Рекомендовані посилання

• Бібліотека Arduino для Pololu DRV8835 Dual Motor Driver Shield
  Ця бібліотека для Arduino полегшує взаємодію з Pololu's DRV8835 Dual Motor Driver Shield і керує парою матових двигунів постійного струму. Він був чітко протестований на Uno R3, Leonardo, Mega 2560 R3, Due і Duemilanove (ATmega328P). Зразок ескізу додається до бібліотеки.
• Сторінка продукту Texas Instruments DRV8835
  Сторінка продукту Texas Instruments для DRV8835, де можна знайти найновіші таблиці даних і додаткові ресурси.