SKU:RB-01C115 多模式电机驱动板

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产品概述

多模式电机驱动板为奥松最新研发的一款无需编程控制的大功率电机驱动板,可以同时驱动两个直流电机。每个通道最大电流为 10A。输入电压范围 6-24V,支持 5-18 节锂电池供电。 多模式电机驱动板有四种工作模式可供选择,分别为:模拟输入模式、R/C输入模式 、简易串口模式和封包话串口模式。通过板载拨码开关不同方式的组合在不同模式下切换,实现机器人创意开发。多模式电机驱动板无需编程即可完成同时控制或单独控制两路直流电机的转向和转速,在机器人运动或者轮式移动平台的开发上降低了开发难度和成本。一块多模式电机驱动板及其丰富的功能,即可让机器人创意变得更多可能。
多模式驱动板具有以下特点:

  • 模式可独立使用也可混合使用
  • 同步再生驱动
  • 开关频率高(超出人耳听力范围)
  • 过热和过流保护
  • 多种操作模式

规格参数

  1. 工作电压:6V - 24V
  2. 电机接口类型:KF2510 - 2P
  3. 供电接口类型:KF2510 - 2P
  4. 扩展接口类型:标准 3P 接口,间距2.54mm
  5. 输出信号:数字信号
  6. 电机控制通道:2个
  7. 每通道最大电流:10A
  8. 控制模式:模拟输入模式、R/C模式、简易的串口模式、封包话串口模式
  9. 产品尺寸:72.747mm x47.244mm
  10. 固定孔尺寸:64.111mm x 38.608mm
  11. 重量大小:30g

接口定义

接口功能示意图:

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  • GND:电源负极
  • VIN:电源正极
  • M1A:电机 1 正向接口
  • M1B:电机 1 反向接口
  • M2A:电机 2 正向接口
  • M2B:电机 2 反向接口
  • S1:信号 1 输入端
  • S2:信号 2 输入端

操作模式功能简介

1.模拟输入模式
模拟输入模式的功能可以在 S1 和 S2 信号接口上,连接一个或者两个模拟输入传感器(例如:电位计模块),实现使用模拟输入传感器来控制电机的转速和转向。
模拟输入电压范围是 0 - 5V。此接口使得多模式电机驱动板可以通过电位计或者单片机输出的 PWM 信号来控制。
2.R/C 输入模式
R/C 输入模式可以使用两个标准的 R/C 通道,并通过接收的信号控制电机的转速和方向。
3.简易的串口输入模式
简易的串口模式使用 TTL 信号来设定电机速度和方向。这种模式可以连接到 PC 或者支持串口通信的单片机开发板。
简易的串口模式使用的是8N1串口协议(8位数据字节,无奇偶校验,1停止位)来控制马达的速度和方向。
TTL 逻辑低电平为 0V,高电平为 5V。简易串口模式的控制为单向的控制,即多模式电机驱动板只能作为被控对象,控制器件的 TX 连接多模式驱动板的 S1,RX 不进行连接。
4.封包化串口输入模式
封包化串口模式使用多字节串口指令控制两路马达的速度和方向,通信协议为8N1。 TTL 逻辑低电平为 0V,高电平为 5V。与简易串口模式相同也是单向控制,即多模式电机驱动板只能作为被控对象,控制器件的 TX 连接多模式驱动板的 S1,RX 不进行连接。
6.锂电池保护模式
通电前,将 DIP 开关第 3 位拨至“0”,将启用锂电电池保护功能。
通电后“Status1”LED 闪烁的次数表示模块探测到的锂电电池组内部的电池个数。
锂电电池保护功能将即时检测每节电池的电压,当单节锂电池电压低于 3V 时,多模式电机驱动板将自动切断电源,停止耗电,达到保护电池组的效果。
注意:

  • 锂电电池组在单节电池电压低于 3V 时,电池组充电能力会下降。
  • 当电压低于 2V 时,电池组将彻底丧失充电能力。这一点和镍铬、镍氢电池是不一样的。
  • 在多模式电机驱动板自动断电后,模块仍然会消耗少量电量,因此在自动断电后,应当立即取下电池组以免损坏电池组。
  • 当使用非锂电电源供电时,DIP 开关第3 位应拨至“1”


使用例程

说明:这里所说的拨至“1”是指将模式选择开关的相应位拨动到“ON”端,所说的波至“0”,是指将模式选择开关的相应位波动到“数字”端

模拟输入模式

模式设置

步骤一:模拟输入模式选择
模式选择开关第 1、2 位为工作模式切换开关,选择模拟输入工作模式:

  • 将模式选择开关的第 1 位拨至“1”
  • 将模式选择开关的第 2 位拨至“ 1”,启用模拟信号控制模式。

说明:为达到最佳效果,信号源的输出抗阻应当小于10KΩ。如果使用电位器/分压器产生信号源,推荐使用1 KΩ、5KΩ 或者10 KΩ 的线性电阻分压器。
模拟信号控制模式下电机转向:

  • 输入端子 S1 S2 上的电位等于 2.5V,马达为静止
  • 输入端子 S1 S2 上的电位大于 2.5V,马达为正转
  • 输入端子 S1 S2 上的电位小于 2.5V,马达为反转
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步骤二:独立驱动或差速驱动模式选择
模式选择开关第 4 位为混合驱动和独立驱动的切换开关

  • 拨至“0”为独立驱动模式,即 S1 独立控制 M1,S2 独立控制 M2
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  • 拨至“1”为混合驱动(差速驱动)模式,在此模式下,S1 控制油门(前进、后退、刹车),S2 控制方向。此模式下,控制油门的同时,也可以控制车体的转向,更具有差速传动的效果。
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步骤三:线性操控或指数操控模式选择
模式选择开关第 5 位为线性操控和指数操控的切换开关

  • 拨至“0”为指数操控模式,在此模式下,马达在低速旋转时反映相对平滑,在高速旋转时反应灵敏。此功能在搭载高性能马达时能凸显其优越的提速性能和低速操控性能。
  • 拨至“1”为线性操控模式,在此模式下,马达的速度与输入信号成线性比例。

步骤四:倍灵敏度设置
模式选择开关第 6 位为灵敏度设置开关

  • 拨至“0”时,马达对控制信号的反应将是正常模式下的 4 倍
  • 拨至“1”时,马达对控制信号的反应将设置为正常模式

关于脉宽调制(PWM)产生的模拟信号的连接说明如图所示,如果您的模拟信号的信号源是由单片机通过脉宽调制(PWM)产生的,建议单片机的输出端搭建一个 RC 滤波电路。推荐使用1KHz 以上的脉宽调制。

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实验例程一

  • 实验目的:使用电位计模块控制电机的转速和转向
  • 使用硬件

(1)1 * 多模式电机驱动板
(2)2 * 直流减速电机
(3)1 * 滑条变阻器
(4)1 * 旋转角度电位计
(5)1 * 7.4V 锂电池
(6)2 * 3P 传感器连接线

  • 实验软件

无需上位机软件支持

  • 硬件连接
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  • 模式设置

方式1:独立驱动、线性操控
模式设置开关:110011

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方式2:差速驱动、指数操控
模式设置开关:110101

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实验例程二

  • 实验目的:使用 Arduino UNO 输出 PWM 信号控制电机的转速和转向
  • 使用硬件

(1)1 * 多模式电机驱动板
(2)2 * 直流减速电机
(3)1 * Starduino UNO R3 控制器
(4)1 * USB 数据线
(5)1 * 7.4V 锂电池
(6)2 * 3P 传感器连接线

  • 实验软件:Arduino IDE 1.8.1
  • 硬件连接

注意:这里 Arduino 是使用多模式电机驱动板的 5V 输出接口来供电的
S1 连接 Arduino 控制器的 D9
S2 连接 Arduino 控制器的 D10

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  • 模式设置第 1 种

独立驱动、线性操控
模式设置开关:110011

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  • 例子程序
#define S1 9
#define S2 10
#define speed_forward 50
#define speed_back 200
#define stop_value 128
void setup() {
}

void loop() {
      analogWrite(S1,speed_forward);
      analogWrite(S2,speed_forward);
      delay(1000);
      analogWrite(S1,stop_value);
      analogWrite(S2,stop_value);
      delay(1000);
      analogWrite(S1,speed_back);
      analogWrite(S2,speed_back);
      delay(1000);
      analogWrite(S1,stop_value);
      analogWrite(S2,stop_value);
      delay(1000);
}
  • 效果说明

两个直流减速电机,先同时正转,然后同时停止,再同时反转,再同时停止,以此效果循环。

R/C舵机信号控制模式

R/C 舵机信号控制模式的信号源是可以是一般的无线电遥控玩具上的舵机控制模块,或者是任意的能够产生玩具舵机/伺服马达控制信号的信号源,或者是单片机产生的舵机控制脉冲信号。

模式设置

1.1、选择为 R/C 信号控制模式 模式选择开关的第 1 、2 位为模式切换开关,通电前,设置模式选择开关

  • 第 1 位拨至“0”
  • 第 2 位拨至“1”,将启用 R/C 舵机信号控制模式。
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1.2、独立驱动/差速驱动选择 模式选择开关第 4 位为混合驱动和独立驱动的切换开关

  • 通常情况下,如果是直接使用玩具遥控车的手柄和接收模块来控制车体,应当将开关拨至“1”使用混合驱动(差速驱动)模式
  • 将控制油门的舵机输出接在 S1 上用于控制油门(前进、后退、刹车)
  • 控制方向的舵机输出接在 S2 上用于控制方向。此功能高特别适用于适用现有的玩具无线遥控收发装置遥控差速驱动的小车。
  • 如果想使用独立驱动模式,需将开关 4 拨至“0”,即 S1 独立控制 M1,S2 独立控制 M2。

1.3、线性操控/指数操控选择
模式选择开关第 5 位为线性操控和指数操控的切换开关

  • 拨至“0”为指数操控模式,在此模式下,马达在低速旋转时反映相对平滑,在高速旋转时反应灵敏,此功能在搭载高性能马达时能凸显其优越的提速性能和低速操控性能。
  • 拨至“1”为线性操控模式,即马达的速度与输入信号成线型比例。

1.4、信号丢失保险与自动校准功能
模式选择开关第 6 位为设置是否打开信号丢失保险与自动校准功能

  • 正常情况下,模式选择开关第 6 位应至于“0”,通电后模块将启用自动校准,使得模块的控制范围和舵机控制器的可控范围相互对应以达到最好的控制效果。

与此同时,模块还将使“信号丢失断电保护”有效。即,当控制信号丢失或出错的时候自动停止马达的旋转。

  • 模式选择开关第 6 位应至于“1”时,信号丢失保险和自动校准功能无效。如果控制信号不稳定,最好不要停用此功能,以免因信号丢失造成失控。

实验例程

  • 实验目的:使用六通道遥控器控制两个电机的正反转
  • 实验硬件

(1)2 * 直流减速电机
(2)1 * 6 通道遥控器
(3)1 * 多模式电机驱动板
(4)1 * 7.4V 锂电池
(5)2 * 3P 传感器连接线

  • 实验软件

无需上位机软件支持

  • 模式选择

模式设置拨码开关为:010110 - RC模式,差速驱动,线性操控,防信号丢失

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  • 硬件连接

(1)多模式电机驱动板 S1 连接遥控器接收机的 CH2
(2)多模式电机驱动板 S2 连接遥控器接收机的 CH1

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简易串口控制模式

模式简介

  • 简易串口 TTL 控制模式使用的是 8N1 串口协议(8 位数据字节,无奇偶校验,1 停止位)控制马达的速度和方向
  • TTL 逻辑电平为0V,5V
  • 简易串口 TTL 控制为单向的控制。
  • 与上位机建立连接:

(1)如果使用 USB-TTL 转接线或者单片机的输出,TXD 端口可以直接接入模块的 S1 端子,RXD 端口不接线。
(2)如果使用台式电脑的 RS-232 串行通讯端口,需要将 RS-232 的逻辑电平转为 0V,5V 的 TTL 电平。通常情况下,使用“MAX232”或者“MAX202”芯片加5 个外部电容就可以实现电平转换。

  • 上位机的 TXD 端同时可以接入多个模块。
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模式选择

1、简单串口模式设置 通电前,将模式选择开关的第 1 位拨至“1”,第 2 位拨至“0”,可以启用简易串口 TTL 控制模式。

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2、串口波特率设置 通过模式选择开关的第 4 位和第 5 位可以设置通讯波特率:

  • 1 1:Baud = 2400;
  • 0 1:Baud = 9600;
  • 1 0:Baud = 19.2k;
  • 0 0:Baud = 38.4k

通电后,Power LED 点亮,亮度较暗,待模块正确接收到串口数据后,Power LED 亮度会明显变强,表示模块已经能正确接收数据了。

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3、控制方向和速度
方式1:一对一控制 与 PC 建立连接后,用任何串口调试工具都可以控制本模块。将 PC 的串口调试工具的 COM 口和波特率设置与模块一致后,发送十六进制(HEX)数即可控制马达的速度和方向。 控制分辨率为 7 位(7-bit,2^7 = 128 挡分辨率);

  • 十六进制对应的十进制数字“1”至“127”控制 M1 通道
HEX“01”对应十进制“1”为反转极限速度
HEX“40”对应十进制“64”为停止/刹车
HEX“7F”对应十进制“127”为正转极限速度
  • 十六进制对应的十进制数字“128”至“255”控制M2 通道
HEX“80”对应十进制“128”为反转极限速度
HEX“C0”对应十进制“192”为停止/刹车
HEX“FF”对应十进制“255”为正转极限速度
HEX“00”对应十进制“0”为两路同时停止/刹车。

如果发送串口指令后,Power LED 熄灭并且重新点亮后亮度较暗,这说明模块因电源馈电或电源输出不稳而复位了。 解决方法:
1. 给电池充电;
2. 使用更稳定的电源适配器(电流输出能力强的)。

方式2:一对多控制 当要连接多个马达驱动模块到同一串行端口时:
将 DIP 开关第 6 位拨至“0”,这样设置的情况下,多模式电机驱动板的 S2 端子会做为数据接收的“使有效”(Enable)输入。
当 S2 端子输入高电平(5V)时,模块可以接收新指令,当 S2 端子输入低电平(0V)时,模块拒绝接收新指令。

实验例程

  • 实验目的:使用串口助手控制电机的转动
  • 实验硬件

(1)1 * 多模式电机驱动板
(2)2 * 直流减速电机
(3)1 * FT232 USB 转串口模块
(4)1 * USB 数据线
(5)1 * 7.4V 锂电池

  • 实验软件:

(1)串口调试助手
下载地址:链接:http://pan.baidu.com/s/1jILWMYq 密码:bjd9
(2)FT232 驱动程序
链接:http://pan.baidu.com/s/1pLnqGxP 密码:hauo

  • 硬件连接
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  • 实验效果

如图所示,对串口通信软件进行设置,注意:要选择成 HEX 发送模式

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例如:发送“7F”,连接在 M1 通道的电机会以最大的速度正向旋转

包格式串口控制模式

模式介绍

  • 包格式串口 TTL 控制模式使用多字节串口指令控制两路马达的速度和方向
  • 通信协议为 8N1
  • TTL 逻辑电平为0V,5V
  • 与简易串口 TTL 控制同样是单向的控制,即上位机的 TXD 接 S1,RXD 不接线

使用方法

1.与上位机建立连接:

  • 如果使用 USB-TTL 转接线或者单片机的输出,TXD 端口可以直接接入模块的 S1 端子,RXD 端口不接线。
  • 如果使用台式电脑的 RS-232 串行通讯端口,需要将 RS-232 的逻辑电平转为 0V,5V 的 TTL 电平。通常情况下,使用“MAX232”或者“MAX202”芯片加5 个外部电容就可以实现。
  • TXD 端同时可以接入多个模块。

模式配置

1、包串口控制模式
通电前,将模式选择开关第 1 位拨至“0”,第 2 位拨至“0”,将启用包格式串口 TTL 控制模式。
首先需要在主机发送十进制数字(DEC)“170”,发送后模块将自动选择通讯速率。
注意:通电后,必须先输入十进制数字“170”,模块在自动调整通讯速率以后才能正确接收控制指令。

2、串口发包格式
主机发包格式(十进制):AAA BBB CCC DDD
其中:
AAA 为模块ID,输入范围:(DEC) 128 至 135;
BBB 为控制指令代码,输入范围:(DEC) 000 至 013;
CCC 为控制指令参数,输入范围:(按控制指令代码而定,请见下文);
DDD 为校验位字节,计算方法:(AAA+BBB+CCC) & 0b01111111。

设置模块ID (AAA)
多模式电机驱动板模块 ID 是通过模式选择开关第 4 位、第 5 位、第 6 位设置的:
1 1 1: ID = 128;
0 1 1: ID = 129;
1 0 1: ID = 130;
0 0 1: ID = 131;
1 1 0: ID = 132;
0 1 0: ID = 133;
1 0 0: ID = 134;
0 0 0: ID = 135;
如图所示:

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控制命令代码和控制指令参数设置注解 (BBB + CCC)
(1)参数 BBB:000 高分辨率控制 M1 通道正转。 参数 CCC 设置范围:000 至 127

  • 000 为停止
  • 127 为极速;

(2)参数 BBB:001 高分辨率控制 M1 通道反转。 参数 CCC 设置范围:000 至 127

  • 000 为停止
  • 127 为极速;

(3)参数 BBB:002 设置模块掉电检测功能,如果电池输入电压低于设定的参数,模块将关闭所有输出,停止为马达供电。 此设置将不会被永久地记录在模块上,因此每次断电后,该设置将自动复位。 参数CCC 设置范围:000 至120,

  • 参数设定值和掉电检测电压关系式:
设定参数 = (掉电检测电压 - 6) * 5

(4)参数 BBB:003 设置模块的高压检测断电,输入电压高于设定值时,模块自动切断通道输出。

  • 参数设定值和高压检测电压关系式:设定参数 = 高压检测电压 * 5.12

此功能仅适用于用变压器供电时保护变压器用,如果采用电池供电,则不必使用此功能呢。此设置将不会被永久地记录在模块上,因此每次断电后,该设置将自动复位; (5)参数 BBB:004 高分辨率控制 M2 通道正转。 参数 CCC 设置范围:000 至 127

  • 000 为停止
  • 127 为极速;

(6)参数 BBB:005 高分辨率控制 M2 通道反转。 参数 CCC 设置范围:000 至127

  • 000 为停止
  • 127 为极速;

(7)参数 BBB:006 低分辨率控制 M1 通道。 参数 CCC 设置范围:000 至127

  • 000 为反转极限速度
  • 064 为停止/刹车
  • 127 正向极限速度

(8)参数 BBB:007 低分辨率控制M2 通道。 参数 CCC 设置范围:000 至127

  • 000 为反转极限速度
  • 064 为停止/刹车
  • 127 正向极限速度

(9)参数 BBB:008 高分辨率,差速(混合)驱动双路马达,使车体前进。 参数CCC 设置范围:000 至127

  • 000 为反转极限速度
  • 064 为停止/刹车
  • 127 正向极限速度

(10)参数 BBB:009 高分辨率,差速(混合)驱动双路马达,是车体后退。 参数CCC 设置范围:000 至127

  • 000 为停止
  • 127 为极速

(11)参数 BBB:010 差速驱动双路马达,使车体向右转向。 参数CCC 设置范围:000 至127

  • 000 为最小转向率
  • 127 为最大转向率

(12)参数 BBB:011 差速驱动双路马达,使车体向左转向。 参数CCC 设置范围:000 至127

  • 000 为最小转向率
  • 127 为最大转向率

(13)参数 BBB:012 低分辨率,差速驱动双路马达,使车体前进或后退。 参数CCC 设置范围:000 至127

  • 000 为倒车极限速度
  • 064 为停止/刹车
  • 127 为前进极限速度

(14)参数 BBB:013 低分辨率,差速驱动双路马达,使车体转向。 参数CCC 设置范围:000 至127

  • 000 为向左最大转向
  • 064 为停止转向
  • 127 为向右最大转向

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