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【一周波波秀】STM32智能小車系列教程--電機驅動&直流電機

發表時間:2018-10-23 09:27作者:中科四平網址:http://www.odvuvq.live

哈嘍~ 又到一周波波秀時間了,本周波波將為大家介紹如何選擇一款合適的直流減速電機和電機驅動芯片。

直流減速電機

如果說單片機是智能小車的大腦,負責運算處理,那么電機就是智能小車的四肢了,負責為小車行駛提供源源不斷的動力。從這點就可以看出選擇一款合適的直流減速電機是非常重要的,那么我們在選擇和購買時應該需要注意什么呢?又有那些坑會踩到呢?其實我們只需要關注價格、體積、額定電壓、額定電流、負載電流、空載轉速、負載轉速、扭矩等幾個小方面就可以了~

少年莫慌,我們開始一點一點看怎樣選擇~

價格

這個問題我覺得不是什么問題,畢竟還是有大把土豪存在的我們開始關注下一個方面~ 開玩笑的,其實價格的不同也是跟不同的小電機有關的,下面給大家看幾種常用的電機。

體積

電機的體積大小選擇是跟你想要把小車做多大有關系,你想做個迷你的智能小車,那肯定要選一個小一點的電機了,就比如上圖中的N20電機,就可以做的很小了。如果對小車的體積不做限制那就可以選擇上面那款黃色的電機了,價格實惠還耐用,完美選擇~

額定電壓

電機的額定電壓一般會影響到電機的轉速,現在的電機大部分都是寬電壓,在額定電壓的基礎上±3V都是沒問題,當然具體還要看電機的規格書,其實選擇多少額定電壓的電機還是要看你小車的供電方式。如果用充電寶,那就可以選擇個6V的就可以了,要是用鋰電池,鋰電池一般電壓是3.7V,這里還是建議做一個升壓電路,3.7V升5V的電路很常見。 當然如果你還有別的供電方式,可以自行選擇需要多大額定電壓的電機。

額定電流&負載電流

電機的額定電流和負載電流還是比較重要的一個參數,因為這個參數會決定我們選擇具有多大電流輸出的電機驅動芯片,選擇的電機驅動芯片有足夠電流輸出,如果選擇的驅動芯片輸出電流過小,會讓電機無法正常工作。

空載轉速&負載轉速&扭矩

轉速想必大家應該知道決定小車的何種屬性,但是這里轉速不只會決定小車的速度,還決定了小車的負載能力。這里我們用的電機都是經過齒輪減速過的電機,看到這里可能有些同學會問為什么要減速呢?其實這里用齒輪減速主要是為了提高電機的扭矩(力矩),說白了就是電機轉動的力量,力量越大就表示這個電機所能載動的負重越大,反之亦然。那么這里轉速與扭矩的實際關系是什么呢?我們通過一款電機(N20)的參數來看一下規律。

減速比

1:10

1:20

1:30

1:50

1:100

1:150

1:210

1:298

1:380

1:1000

負載轉速(rpm)

750

375

250

150

75

50

35

25

20

7

負載扭矩(g·cm)

20

40

60

100

200

300

400

600

750

2000

從上表中我們可以看出,當減速比越大時轉速越低,但是扭矩是越來越大,我們是不是可以找到一定規律了呢?我們在實際使用時可以自行選擇合適減速比的電機以獲得需要的轉速和扭矩。本教程中使用的是大黃個,就那個個頭大,價格便宜還耐用的大電機!

電機驅動芯片

電機作為小車的四肢,想要完美驅動四肢進行運動,我們不止需要大腦的運算,還需要運動神經中樞的一起聯動,那么這里的運動中樞神經是什么呢?其實就是一款電機驅動芯片,為什么需要用電機驅動芯片去驅動電機,而不是直接用單片機去驅動電機呢?同學,你這問題很優秀,像極了當年還懵懂無知的波波~其實主要原因就是電機工作電流是非常大的,其工作電流遠超單片機所能承受的電流,很容易就把單片機直接燒毀了~那么電機驅動芯片是什么呢?其實電機驅動芯片是集成有CMOS 控制電路和DMOS 功率器件的芯片,主要是利用了MOS管的特性,可以用電壓去控制輸出電流的大小,這里不做進一步詳解,有興趣的同學可以去查閱一下場效應管和三極管的工作原理,了解兩者的工作方式。

現在比較常用的也就那么幾款,這里我們對比一下L298N和TB6612這兩款的驅動芯片的差異。

封裝體積

L298N的封裝體積比較大,整體來說工作更加穩定點,TB6612的封裝體積比較小,工作性能也不差,這兩款電機波波這里都測試過,都可以完美使用,如果你對小車體積要求的比較小,可以選擇TB6612這款,外圍電路只需要四個濾波電容即可工作~

二者對比


L298N

TB6612

供電電壓

4.5V~46V

4.5V~15V

電流輸出

2A

1.2A

電流峰值輸出

3A

3.2A

邏輯輸入

4路

7路

通道輸出

2路

2路

散熱片

需要

不需要

兩者相比之下,波波還是更傾向于使用TB6612的,因為體積小,外圍器件小,最重要的是不需要散熱片,要知道L298N不加散熱片是很容易燒壞的,唯一不足的是TB6612要比L298N多用3個管腳去控制。看一下在本教程使用電機驅動吧~是不是很小巧~

又到了說再見的時候了~我們下周再見!


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