موتور درایورها
در زمینه رباتیک، انواع مختلفی از موتورها مانند موتورهای DC، سرو موتور، stepper موتور ها و غیره وجود دارد. انتخاب موتورها بستگی به کاربرد مد نظر کاربر دارد و راه های مختلفی برای کار با آنها وجود دارد.
برخی از موتورها را می توان مستقیماً با روش های مختلفی مانند اتصال مستقیم منبع تغذیه به آنها کنترل کرد و آنها را به کار انداخت. اما اگر بخواهیم این موتورها را با استفاده از دستگاه های کنترل کننده دیگر مانند سیستم های بی سیم، میکروکنترلر و غیره کنترل کنیم، به چیزی معروف به MOTOR DRIVERS نیاز داریم.
موتور درایورها به عنوان رابط بین موتورها و مدارهای کنترل عمل می کنند. موتور به جریان بالایی نیاز دارد در حالی که مدار کنترل کننده روی سیگنال های جریان کم کار می کند. بنابراین وظیفه‌ی موتور درایورها گرفتن سیگنال کنترل جریان پایین و تبدیل آن به سیگنال با جریان بالاتر است که می تواند موتور را به حرکت درآورد.
ماژول GebraBit MX1508
GebraBit MX1508 یک ماژول درایور موتور 2 کاناله‌ی 4 آمپر با ماکزیمم ولتاژ 35 ولت میباشد که برای تغذیه آی سی و موتورها؛ به دو منبع تغذیه مجزا نیاز دارد.
کاربران می‌توانند موتورهایی با ولتاژ 2 تا 9 ولت و ماکزیمم جریان 1.5 آمپر، به ماژول GebraBit MX1508 متصل کنند.
همچنین کاربران از طریق این ماژول درایور موتور جبرابیت، به مهم‌ترین پین‌های درایور MX1508 مانند پین‌های کنترل جهت “IN1”, “IN2”, “IN3″, “IN4” دسترسی دارند
در ماژول GebraBit MX1508 ، امکان دسترسی به اکثر پین‌های مهم درایور MX1508 از طریق کانکتور IDC-2×4 تعبیه شده روی برد ، برای کاربران فراهم گردیده است تا بتوانند به راحتی ماژول را روی بردهای دیگر توسعه دهند.
برای راه اندازی ماژول GebraBit MX1508کافیست این ماژول را در BreadBoard قرار داده سپس با اعمال ولتاژ مورد نیاز، ماژول را راه اندازی کنید. به دلیل انطباق پین‌های این ماژول با پین‌های GebraBit STM32F303 پیشنهاد ما برای تست و راه اندازی این ماژول، استفاده از ماژول توسعه میکروکنترلری GebraBit STM32F303 میباشد.
برای راه اندازی ماژول GebraBit MX1508کافیست این ماژول را در BreadBoard قرار داده سپس با اعمال ولتاژ مورد نیاز، ماژول را راه اندازی کنید. به دلیل انطباق پین‌های این ماژول با پین‌های GebraBit STM32F303 پیشنهاد ما برای تست و راه اندازی این ماژول، استفاده از ماژول توسعه میکروکنترلری GebraBit STM32F303 میباشد.
برای راه اندازی این ماژول با ماژول میکروکنترلری GebraBit STM32F303 تنها کافیست آن را به صورت Pin-to-Pin روی ماژول GebraBit STM32F303 قرار دهید.
ویژگی‌های ماژول GebraBit MX1508
- On Board, ON/OFF LED indicator for “VCC” and “VM”
- On Board LED indicator for direction pins
- Control Pin access with IDC connector
- Screw terminal blocks for power and motor connections
- GebraBit Pin Compatible with GEBRABUS
- It can be used as a daughter board of GebraBit MCU Modules
- Featuring Castellated pad (Assembled as SMD Part)
- Separatable screw parts to reduce the size of the board
- Package: GebraBit medium (36.29mm x 46.18mm)
- Schematic (.pdf)
معرفی بخش های ماژول
درایور موتور MX1508
MX1508 ای سی اصلی این ماژول بوده که وظیفه‌ی کنترل حرکت موتورها را برعهده دارد.
ترمینال موتورها
در ماژول GebraBit MX1508 سه بلوک ترمینال طراحی شده که دو بلوک ترمینالی که در سمت راست و چپ ماژول قرار دارند برای OUT1 تا OUT4 و به منظور اتصال موتورها در نظر گرفته شده اند.
ترمینال تغذیه
ترمینالی که در قسمت مرکزی و بالای ماژول قرار گرفته ترمینال تغذیه‌ی ماژول میباشد که به منظور اتصال VIN ،GND و VCC در نظر گرفته شده است.
LED های ورودی
هرکدام از پین‌های IN1 ،IN2 ، IN3 و IN4 که به منظور کنترل جهت حرکت موتور طراحی شده اند، دارای یک ال ای دی اختصاصی هستند که با اعمال ولتاژ مناسب به هر یک از این پین‌ها، ال ای دی مربوطه روشن خواهد شد.
پورت سیگنال
برای دسترسی آسان‌تر به پین‌های VCC، IN1، IN2، GND ، IN3 و IN4 یک کانکتور IDC-2×4 روی ماژول GebraBit MX1508 تعبیه شده که با اتصال کابل IDCمناسب به این کانکتور، میتوان به راحتی به پین‌های نام برده شده دسترسی داشته و با ماژول ارتباط برقرار کرد.
در این ماژول همانطور که در شکل نشان داده شده است پین‌های کانکتور در ردیف بالا به ترتیب از چپ به راست با پین های VCC ، IN2 وIN1 ماژول و در ردیف پایین به ترتیب از چپ به راست با پین‌های GND، IN3 و IN4 ماژول متناظرند.
جامپر سلکتور VCC
همانطور که گفته شد، ماژول GebraBit MX1508 برای تغذیه‌ی آی سی و راه اندازی موتورها به دو منبع تغذیه مجزا نیاز دارد، وظیفه‌ی تامین تغذیه آی سی ماژول GebraBit MX1508 با ولتاژ 3.3 یا 5 ولتی برعهده‌ی جامپر سلکتور “VCC SEL”و یا پین “VCC” بلوک ترمینال تغذیه میباشد.
با توجه به وضعیت مقاومت 0R جامپر “VCC SEL” ولتاژ تغذیه آی سی ماژول بین “5V” یا “3V3” تعیین می‌شود.
Power LED ها
VCC LED : با توجه به وضعیت مقاومت 0R جامپر سلکتور VCC و با اعمال ولتاژ مناسب به ماژول توسط پین مربوطه ، VCC LED ماژول روشن می شود.
VM LED: در صورت اعمال ولتاژ موتور به پایه ی VIN ، این ال ای دی روشن خواهد شد.
پین های ماژول
پین های تغذیه
- VIN: پین VIN ولتاژ مورد نیاز برای راه اندازی موتور را فراهم میکند.
- 5V و 3V3 : در صورتیکه جامپر سلکتور VCC روی 5 ولت تنظیم شده باشد، پین 5V وظیفه‌ی تامین ولتاژ مورد نیاز آی سی را برعهده دارد و در صورت تنظیم جامپر سلکتور VCC روی 3V3 ، پین 3V3 این کار را انجام میدهد.
- GND : این پین زمین مشترک برای تغذیه ماژول است.
پین‌های کنترل جهت
- IN1، IN2 ، IN3 و IN4: پین‌های IN1 و IN2 به منظور کنترل جهت حرکت موتور A و پین‌های IN3 و IN4 به منظور کنترل جهت حرکت موتور B در نظر گرفته شده اند، در صورت متصل بودن پین IN1 برای موتورA و پین IN3 برای موتور B ، موتورها رو به جلو حرکت خواهند کرد و در صورت وصل بودن پین IN2 برای موتور A و پین IN4 برای موتور B ، موتورها حرکت رو به عقب خواهند داشت، همچنین در صورت اتصال همزمان هر دو پین IN هر موتور، آن موتور متوقف خواهد شد.
شایان ذکر است که برای کنترل سرعت هر یک از موتورها، کافیست برای هر یک از موتورها به یکی از ورودی‌های IN1 یاIN2 و IN3 یا IN4 سیگنال PWM اعمال شود.
اتصال به پردازنده
اتصال با GebraBit STM32F303
برای اتصال ماژول GebraBit MX1508 به ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 به دلیل انطباق پین‌های این ماژول با پین‌های GebraBit STM32F303 کافیست آن را به صورت Pin to Pin روی میکروکنترلر قرار دهید سپس با اعمال ولتاژ 5 ولت به پین‌های 5 ولت ماژول میکروکنترلر GebraBit STM32F303 و ماژول GebraBit MX1508 و اعمال ولتاژ به پین VIN ماژول را فعال کنید.
در اینجا برای درک بهتر اتصال جداگانه این دو ماژول نشان داده شده است.
باتوجه به وجود رگولاتور 3V3 روی ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 ، درصورتیکه جامپر VCC SEL ماژول GebraBit MX1508 روی 3V3 تنظیم شده باشد نیز، میتوانید به راحتی به همین ترتیب ماژول GebraBit MX1508را به صورت Pin to Pin روی میکروکنترلر GebraBit STM32F303 قرار داده و با اعمال ولتاژ ، ماژول را فعال کنید.
اتصال GebraBit ATMEGA32A
برای اتصال ماژول GebraBit MX1508 به ماژول میکروکنترلر GebraBit ATMEGA32A ، بعد از اتصال منبع تغذیه 5 ولتی به پین‌های تغذیه‌ی میکروکنترلر و اتصال پین‌های GND و 5V دو ماژول به یکدیگر، کافیست برای هر یک از موتورها ، یکی از ورودی‌های IN1 یاIN2 و IN3 یا IN4 ماژول MX1508 را به یکی از پین‌های PWM ماژول میکروکنترلر GebraBit ATMEGA32A (پین‌های OC1A و OC1B ) و پین‌های باقی مانده را به طور دلخواه به دیگر پین های GebraBit ATMEGA32A متصل کنید.
باتوجه به وجود رگولاتور 3V3 روی ماژول میکروکنترلرGebraBit ATMEGA32A ، درصورتیکه جامپر VCC SEL ماژول GebraBit MX1508 روی 3V3 تنظیم شده باشد نیز، میتوانید به راحتی به همین ترتیب ماژول GebraBit MX1508را به میکروکنترلر GebraBit ATMEGA32A متصل کنید فقط باید توجه داشته باشید که در این حالت به جای اتصال پین‌های 5V دو ماژول به یکدیگر، باید پین‌های 3V3 آنها را به هم متصل کنید.
تذکر : این مدارها با فرض اینکه ولتاژ 9 ولت آسیبی به موتورها وارد نمیکند بسته شده اند.
اتصال با ARDUINO UNO
برای اتصال ماژول GebraBit MX1508 به ARDUINO UNO مراحل زیر را دنبال کنید:
- از آنجاییکه جامپر سلکتور ماژول روی 5V تنظیم است، پین 5V ماژول MX1508 را به پین 5V خروجی برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین GND ماژول MX1508 را به پین GND برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین VIN ماژول MX1508 را به پین VIN برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم نارنجی)
- برای هر یک از موتورها ، یکی از ورودی‌های IN1 یاIN2 و IN3 یا IN4 ماژول MX1508 را به یکی از پین‌های PWM برد ARDUINO UNOمتصل کرده و سایر پین‌های ماژول MX1508 را نیز به پین های دیگری از برد آردوینو وصل کنید
نحوه اتصال موارد ذکر شده در بالا،در این تصویر مشاهده می شود:
تذکر: اگر از برد آردوینو برای راه اندازی ماژول MX1508 استفاده میکنید، درصورتیکه برد آردوینوی شما به کامیپوتر وصل باشد و تغذیه ی خود را از پورت USB کامپیوتر(PC) بگیرد ، باید توجه داشته باشید که پورت USB کامپیوتر بیشتر از 500mA جریان نمیدهد، بنابراین بهتر است از منبع ولتاژ بهتری برای آردوینو استفاده کنید.
تذکر2: هنگام اعمال ولتاژ به پینVIN توجه داشته باشید که ولتاژ اعمال شده بیشتر از ماکزیمم ولتاژ کاری موتورهایی که در اختیار دارید نباشد در غیر اینصورت موتورها آسیب میبینند.