(SKU:DFR0508)FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver

FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver

简介

DFRobot FireBeetle萤火虫系列是专为物联网设计的低功耗开发组件。此款FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver模块，是针对FireBeetle系列主控而设计的电机驱动器。它可以同时驱动四路直流电机或者两路二相四线步进电机，通过连接标注的I2C接口到主控，可以对各个电机接口进行配置和驱动。此款FireBeetle电机驱动板，采用了STM8S105作为电机驱动微处理器，负责解析由上位机发送的指令，通过计算后转换成电机驱动信号，支持最高刷新频率（数据更新频率）1ms/次。采用了两颗TB6612FNG高性能电机驱动芯片，静态下，功耗仅30mA，电机驱动能力高达1.2A@5V，峰值电流高达3.2A@5V，电机驱动支持4~12V宽电压（电机驱动供电）输入。其次，FireBeetle电机驱动板还提供了4路独立舵机驱动接口，可以直接通过主控来驱动舵机。

技术规格

• 驱动主控：STM8S105
• 控制电路工作电压：3.3-5V (连接到FireBeetle的VCC)
• 控制电路工作电流：30mA
• 电机驱动芯片：TB6612FNG
• 电机驱动电压：4-12V
• 电机驱动能力：1.2A平均电流@5V
• 峰值电流：3.2A@5V
• 通信接口：I2C接口
• 设备地址：0x18
• 最大刷新频率：1ms
• 工作模式：4路直流电机或2路步进电机
• 支持4路舵机驱动
• 一个状态指示灯
• 外形尺寸: 58mm x 29mm
• 安装孔尺寸：3.1mm x 6mm
• 安装孔位置: 53mm x 24mm
• 安装孔尺寸：内径3.1mm/外径6mm

注意： 逻辑控制部分供电与电机供电分离，电机部分需要单独供电！

功能示意图

• 提供四路舵机驱动口（D6-D9）
• 提供四路普通电机驱动口（M1A/M1B, M2A/M2B，M3A/M3B, M4A/M4B）或者两路步进电机驱动口（M1A/M1B/M2A/M2B， M3A/M3B/M4A/M4B）
  • eg.（M1A/M1B, M2A/M2B)作为普通电机驱动口，(M3A/M3B/M4A/M4B）作为步进电机驱动口

Fig2: DFR0508 FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver 功能模块

PinOut

Fig3: DFR0508 FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver Pinout

STATUS状态指示灯说明

• 状态1：LED灯闪烁（频率30Hz），说明电机驱动芯片正在等待主机发送初始化指令。
• 状态2：LED常亮，说明电机驱动芯片正常工作（控制电机运转并且等待主机发送新的指令）。
• 状态3：LED熄灭，说明电机驱动芯片出现通讯异常。

注：NC不连接，VCC为电源电压输出（5V-USB供电时， 3.7V-锂电池供电时）

使用教程

准备

这里采用的是FireBeetle系列下的ESP8266主板作为示例，也可以采用其他arduino主控，如UNO,Mega等。

硬件

1 x ESP32/ESP8266控制板

1 x FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver模块

1 x 混合式步进电机-42BYGH1861A-C 点此链接购买

1 x 直流电机

软件

Arduino IDE 1.6+， 点击下载Arduino IDE

请先下载FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver库 如何安装库文件，点击链接

如何驱动一个直流电机？

FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver具备同时驱动四个独立的直流电机的能力，模块上已经清晰的标识出四个电机的接口：M1A和M1B控制一个直流电机，以此类推。该实验阐述了如何通过arduino主板控制一个直流电机。

硬件连接

将直流电机连接到M1A和M1B上，电机正极接M1A，电机负极接M1B。给电机驱动芯片供电4~12V，逻辑供电3.3V~5V，也可以直接插接在FireBeetle主控上进行供电（仍然需要给电机驱动外接电源4~12V）。

驱动直流电机连线示意图

样例代码

/*! * @file Motor.ino * @brief DFRobot's Motor Drive * @n The example demonstrates four groups D.C motors work together at the same time, contains operations such as rotation, speed adjustment, brakes and so on. * @copyright [DFRobot](http://www.dfrobot.com), 2016 * @copyright GNU Lesser General Public License * @author [LiXin] * @version V1.0 * @date 2017-7-31 * @https://github.com/DFRobot/DFRobot_MotorStepper */ #include "Arduino.h" #include "Wire.h" #include "DFRobot_MotorStepper.h" /*****************Keywords instruction*****************/ //M1--->motor_Group_1--->[M1A(+),M1B(-)] //M2--->motor_Group_2--->[M2A(+),M1B(-)] //M3--->motor_Group_3--->[M3A(+),M3B(-)] //M4--->motor_Group_4--->[M4A(+),M4B(-)] //CW: rotate in positive direction //CCW: rotate in reverse //A0: Chip Selection Address 1 //A1: Chip Selection Address 2 //A2: Chip Selection Address 3 //A3: Chip Selection Address 4 /*****************Function instruction*****************/ //void start(uint8_t dir) //*This function can be used to start the motor //*dir: Set Orientation CW or CCW //void speed(uint16_t val) //*This function is used to set the motor speed //*val: Set the speed 0<=val<=4096 //void stop() //*This function is used to stop the motor turning DFRobot_Motor motor1(M1,A0); void setup() { //initialize serial communication at 9600 bits per second: Serial.begin(115200); //join i2c bus (address optional for master) Wire.begin(); //Initialize D.C motor drive chip (Group1) motor1.init(); } void loop() { //Setting initial velocity(Min:0 Max:4096) motor1.speed(4096); //Motor1 rotate in positive direction motor1.start(CW); delay(2000); //All motors rotate in reverse motor1.start(CCW); delay(2000); //All motors brake and stop rotating motor1.stop(); delay(2000); }

程序功能：第一组直流电机顺时针转动2秒，然后逆时针转动2秒，最后停止2秒，如此循环。

函数功能：

1.创建一个电机对象

 DFRobot_Motor motor1(M1)  M1表示第一组直流电机（M1A(+),M1B(-)）

2.初始化电机驱动，读取产品id和版本id并且打印到串口

 init()

3.设置电机速度

 speed(val)  0<=val<=4096（4096时，速度最大）

4.设置方向，并开始转动

 start(dir)  dir=CW：正转（顺时针）   dir=CCW：反转（逆时针）

如何驱动一个步进电机？

FireBeetle Covers-DC Motor&Stepper Driver驱动板具备同时驱动两个独立的两相四线步进电机，电机接口采用直流电机接口，通过I2C软件配置。示例中，阐述了如何通过arduino主板控制一个两相四线的步进电机。

硬件连接

如图所示，将步进电机连接到STEPPER1上，给电机驱动供电4~12V。

驱动步进电机连线示意图

样例代码

/*! * @file Stepper.ino * @brief DFRobot's Motor Drive * @n The example demonstrates two groups of stepping motors (Group A and Group B) work together at the same time, including operations such as precision control of rotation angles, rotation directions etc. * @copyright [DFRobot](http://www.dfrobot.com), 2016 * @copyright GNU Lesser General Public License * @author [LiXin] * @version V1.0 * @date 2017-7-31 * @https://github.com/DFRobot/DFRobot_MotorStepper */ #include "Arduino.h" #include "Wire.h" #include "DFRobot_MotorStepper.h" /*****************Keywords instruction*****************/ //SA--->Stepper_Group_A--->[M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-)] //SB--->Stepper_Group_B--->[M3A(A+),M3B(A-),M4A(B+),M4B(B-)] //CW: rotate in positive direction //CCW: rotate in reverse //A0: Chip Selection Address 1 //A1: Chip Selection Address 2 //A2: Chip Selection Address 3 //A3: Chip Selection Address 4 /*****************Function instruction*****************/ //void start(float angle, uint16_t speed, uint8_t dir) //*This function can be used to start the motor //*angle: Set the Angle Min:0°(If the Angle is equal to 0°,The motor will not stop spinning) //*speed: Set the speed Min:8 //*dir: Set Orientation CW or CCW //void getDir() //*This function can get the current rotation direction of the motor DFRobot_Stepper stepperA(SA,A0); void reverse_SA() { stepperA.start(0, 12, !stepperA.getDir()); } void setup() { //initialize serial communication at 9600 bits per second: Serial.begin(115200); //join i2c bus (address optional for master) Wire.begin(); //Initialize drive chips of stepping motors (Group A and Group B) stepperA.init(); //Setting stepping motor Group A rotate in positive direction stepperA.start(0, 20, CW); } void loop() { //Stepping motor (Group A) rotate in reverse in every 2 seconds reverse_SA(); delay(2000); }

程序功能：A组步进电机（即：M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-)）每隔2秒反向一次

函数功能：

1.创建一个步进电机对象

 DFRobot_Stepper stepperA(SA)  SA表示A组步进电机（M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-)）

2.初始化电机驱动，读取产品id和版本id并且打印到串口

 init()

3.步进电机设置旋转角度、速度以及旋转方向，并开始转动

 start(angle, speed, dir)
   angle：设置旋转的分辨率，电机最大分辨率为0.9°，即电机步进的角度最小为0.9°，如果设置0.1°，则电机不会旋转，如果设置1°，则电机只会旋转0.9°。
          Min:0°(如果设置角度为0，则电机会一直旋转)。
   speed：设置速度，速度范围为0~1023，设置0时速度为0r/min，设置1023时速度最大，最大速度为200r/min
   dir：  设置方向，dir=CW：正转（顺时针）   dir=CCW：反转（逆时针）

4.A组步进电机反向函数

 reverse_SA()

如何同时驱动直流电机和步进电机？

在使用步进电机的同时，FireBeetle电机驱动板的另外两个直流电机驱动任然可以独立工作。示例中描述了如何同时控制步进电机和直流电流。

硬件连接

如下图所示，将步进电机连接到STEPPER1上，直流电机连接到M4。

直流电机和步进电机联调连线示意图

样例代码

/*! * @file Motor_Stepper.ino * @brief DFRobot's Motor Drive * @n The example demonstrates one group of stepping motor and 2 groups of D.C motors work together at the same time, contains direction control of D.C motors and stepping motor. * @copyright [DFRobot](http://www.dfrobot.com), 2016 * @copyright GNU Lesser General Public License * @author [LiXin] * @version V1.0 * @date 2017-7-31 * @https://github.com/DFRobot/DFRobot_MotorStepper */ #include "Arduino.h" #include "Wire.h" #include "DFRobot_MotorStepper.h" /*****************Keywords instruction*****************/ //M3--->motor_Group_3--->[M3A(+),M3B(-)] //M4--->motor_Group_4--->[M4A(+),M4B(-)] //SA--->Stepper_Group_A--->[M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-)] //CW: rotate in positive direction //CCW: rotate in reverse //A0: Chip Selection Address 1 //A1: Chip Selection Address 2 //A2: Chip Selection Address 3 //A3: Chip Selection Address 4 /*****************Function instruction*****************/ //void start(float angle, uint16_t speed, uint8_t dir) //*This function can be used to start the motor //*angle: Set the Angle Min:0°(If the Angle is equal to 0°,The motor will not stop spinning) //*speed: Set the speed Min:8 //*dir: Set Orientation CW or CCW //void getDir() //*This function can get the current rotation direction of the motor DFRobot_Stepper stepperA(SA,A0); DFRobot_Motor motor4(M4,A0); void reverse_4() { motor4.start(!motor4.getDir()); } void reverse_SA() { stepperA.start(0, 12, !stepperA.getDir()); } void setup() { //initialize serial communication at 9600 bits per second: Serial.begin(115200); //join i2c bus (address optional for master) Wire.begin(); //Initialize motor drive chip of stepping motor (Group A) and ¾ group of D.C motor stepperA.init(); motor4.init(); //Set the initial direction motor4.start(CW); stepperA.start(0, 12, CW); delay(1500); } void loop() { static int i=0; //motor4 reverse in every 1.5 seconds reverse_4(); //Stepping motor (Group A) reverse in every 3 seconds if((++i%2) == 0) { reverse_SA(); i=0; } delay(1500); }

程序功能：A组步进电机（即：M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-)）每隔3秒反向一次，第4组直流电机（即：M4A(+),M4B(-)）每隔1.5秒反向一次

函数功能：

1.创建一个步进电机对象

 DFRobot_Stepper stepperA(SA)  SA表示A组步进电机（M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-)）

2.创建一个直流电机对象

 DFRobot_Motor motor4(M4)  M4表示第四组直流电机（M4A(+),M4B(-)）

3.初始化电机驱动，读取产品id和版本id并且打印到串口

 init()

4.直流电机设置方向，并开始转动

 start(dir)  dir=CW：正转（顺时针）   dir=CCW：反转（逆时针）

5.步进电机设置旋转角度、速度以及旋转方向，并开始转动

 start(angle, speed, dir)
   angle：设置旋转的分辨率，电机最大分辨率为0.9°，即电机步进的角度最小为0.9°，如果设置0.1°，则电机不会旋转，如果设置1°，则电机只会旋转0.9°。
          Min:0°(如果设置角度为0，则电机会一直旋转)。
   speed：设置速度，速度范围为0~1023，设置0时速度为0r/min，设置1023时速度最大，最大速度为200r/min
   dir：  设置方向，dir=CW：正转（顺时针）   dir=CCW：反转（逆时针）

6.第四组直流电机反向函数

 reverse_4()

7.A组步进电机反向函数

 reverse_SA()

API函数和宏定义说明

宏定义：

对象： M1--->第一组直流电机--->[M1A(+),M1B(-)] M2--->第二组直流电机--->[M2A(+),M1B(-)] M3--->第三组直流电机--->[M3A(+),M3B(-)] M4--->第四组直流电机--->[M4A(+),M4B(-)] SA--->A组步进电机------>[M1A(A+),M1B(A-),M2A(B+),M2B(B-)] SB--->B组步进电机------>[M3A(A+),M3B(A-),M4A(B+),M4B(B-)] 关键词： CW: 正转（顺时针） CCW: 反转（逆时针 片选地址 A0: 芯片片选地址一 A1: 芯片片选地址二 A2: 芯片片选地址三 A3: 芯片片选地址四

函数：

该库用于控制直流电机和步进电机，包括正自旋、反向、调速、停止控制直流电机和步进电机驱动硬件等。 1.打开直流电机和步进电机驱动硬件，并且读取产品ID和版本ID void init(); 2.关闭直流电机和步进电机驱动硬件 void shutdown(); 3.电机停止转动 void stop(); 4.直流电动机设定方向并开始旋转 void start(uint8_t dir); dir: 设置方向 CW or CCW 5.设置步进电机旋转角度，速度，方向，并开始旋转 void start(float angle, uint16_t speed, uint8_t dir); angle: 设置旋转的分辨率；电机最大分辨率为0.9°，即电机步进的角度最小为0.9°，如果设置0.1°，则电机不会旋转，如果设置1°，则电机只会旋转0.9°。 Min:0°(如果角度设置为0，电机就会一直旋转) speed: 设置旋转速度，速度范围为0~1023，设置0时速度为0r/min，设置1023时速度最大，最大速度为200r/min dir: 设置方向 CW or CCW 6.直流电机和步进电机调速 void speed(uint16_t val); val: 设置速度 motor:0<=val<=4096 stepper:0<=val<=1023

尺寸图

• pin脚间距：2.54mm
• 安装孔间距：24mm/53mm
• 安装孔尺寸：3.1mm
• 主板尺寸：29.00mm×58.00mm
• 板厚：1.6mm

Fig1: FireBeetle Covers-OLED12864 Display尺寸图

常见问题

问： FireBeetle Board-ESP32主控如何使用arduino编程来控制舵机？

答： 对于ESP32来说，它本身是不能兼容Arduino IDE自带的舵机库文件的，你可以下载DF给出的兼容库，进行舵机驱动。注意：ESP8266暂时不能驱动舵机库文件，我们将会在后期支持。

问： 插上电机扩展板后，无法下载程序

答： V1.0板的FireBeetle-ESP32在复位电路上与扩展板存在冲突，需要拔下扩展板下载程序，烧录程序。我们已经在后续的FireBeetle上修复了这个问题。

更多问题及有趣的应用，可以 访问论坛 进行查阅或发帖。

更多

• 原理图
• 尺寸图
• TB6612FND Datasheet

DFRobot商城购买链接