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STM32智能小车系列教程--电机驱动&直流电机

发表时间:2018-10-23 09:27作者:中科四平网址:http://www.3000lab.com

哈喽~ 又到一周波波秀时间了,本周波波将为大家介绍如何选择一款合适的直流减速电机和电机驱动芯片。

直流减速电机

如果说单片机是智能小车的大脑,负责运算处理,那么电机就是智能小车的四肢了,负责为小车行驶提供源源不断的动力。从这点就可以看出选择一款合适的直流减速电机是非常重要的,那么我们在选择和购买时应该需要注意什么呢?又有那些坑会踩到呢?其实我们只需要关注价格、体积、额定电压、额定电流、负载电流、空载转速、负载转速、扭矩等几个小方面就可以了~

少年莫慌,我们开始一点一点看怎样选择~

价格

这个问题我觉得不是什么问题,毕竟还是有大把土豪存在的我们开始关注下一个方面~ 开玩笑的,其实价格的不同也是跟不同的小电机有关的,下面给大家看几种常用的电机。

体积

电机的体积大小选择是跟你想要把小车做多大有关系,你想做个迷你的智能小车,那肯定要选一个小一点的电机了,就比如上图中的N20电机,就可以做的很小了。如果对小车的体积不做限制那就可以选择上面那款黄色的电机了,价格实惠还耐用,完美选择~

额定电压

电机的额定电压一般会影响到电机的转速,现在的电机大部分都是宽电压,在额定电压的基础上±3V都是没问题,当然具体还要看电机的规格书,其实选择多少额定电压的电机还是要看你小车的供电方式。如果用充电宝,那就可以选择个6V的就可以了,要是用锂电池,锂电池一般电压是3.7V,这里还是建议做一个升压电路,3.7V升5V的电路很常见。 当然如果你还有别的供电方式,可以自行选择需要多大额定电压的电机。

额定电流&负载电流

电机的额定电流和负载电流还是比较重要的一个参数,因为这个参数会决定我们选择具有多大电流输出的电机驱动芯片,选择的电机驱动芯片有足够电流输出,如果选择的驱动芯片输出电流过小,会让电机无法正常工作。

空载转速&负载转速&扭矩

转速想必大家应该知道决定小车的何种属性,但是这里转速不只会决定小车的速度,还决定了小车的负载能力。这里我们用的电机都是经过齿轮减速过的电机,看到这里可能有些同学会问为什么要减速呢?其实这里用齿轮减速主要是为了提高电机的扭矩(力矩),说白了就是电机转动的力量,力量越大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是什么呢?我们通过一款电机(N20)的参数来看一下规律。

减速比

1:10

1:20

1:30

1:50

1:100

1:150

1:210

1:298

1:380

1:1000

负载转速(rpm)

750

375

250

150

75

50

35

25

20

7

负载扭矩(g·cm)

20

40

60

100

200

300

400

600

750

2000

从上表中我们可以看出,当减速比越大时转速越低,但是扭矩是越来越大,我们是不是可以找到一定规律了呢?我们在实际使用时可以自行选择合适减速比的电机以获得需要的转速和扭矩。本教程中使用的是大黄个,就那个个头大,价格便宜还耐用的大电机!

电机驱动芯片

电机作为小车的四肢,想要完美驱动四肢进行运动,我们不止需要大脑的运算,还需要运动神经中枢的一起联动,那么这里的运动中枢神经是什么呢?其实就是一款电机驱动芯片,为什么需要用电机驱动芯片去驱动电机,而不是直接用单片机去驱动电机呢?同学,你这问题很优秀,像极了当年还懵懂无知的波波~其实主要原因就是电机工作电流是非常大的,其工作电流远超单片机所能承受的电流,很容易就把单片机直接烧毁了~那么电机驱动芯片是什么呢?其实电机驱动芯片是集成有CMOS 控制电路和DMOS 功率器件的芯片,主要是利用了MOS管的特性,可以用电压去控制输出电流的大小,这里不做进一步详解,有兴趣的同学可以去查阅一下场效应管和三极管的工作原理,了解两者的工作方式。

现在比较常用的也就那么几款,这里我们对比一下L298N和TB6612这两款的驱动芯片的差异。

封装体积

L298N的封装体积比较大,整体来说工作更加稳定点,TB6612的封装体积比较小,工作性能也不差,这两款电机波波这里都测试过,都可以完美使用,如果你对小车体积要求的比较小,可以选择TB6612这款,外围电路只需要四个滤波电容即可工作~

二者对比


L298N

TB6612

供电电压

4.5V~46V

4.5V~15V

电流输出

2A

1.2A

电流峰值输出

3A

3.2A

逻辑输入

4路

7路

通道输出

2路

2路

散热片

需要

不需要

两者相比之下,波波还是更倾向于使用TB6612的,因为体积小,外围器件小,最重要的是不需要散热片,要知道L298N不加散热片是很容易烧坏的,唯一不足的是TB6612要比L298N多用3个管脚去控制。看一下在本教程使用电机驱动吧~是不是很小巧~

又到了说再见的时候了~我们下周再见!


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