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Motor Bridge Cape v1.0

Motor Bridge Cape 配备了双向电机控制功能，使用两个 TB6612FNG 集成双 H 桥，因此它可以控制两个步进电机或四个有刷直流电机，支持 6~15V DC 电源，每个电机约 1A 电流消耗。该扩展板为 BBG 或 BBB 提供 5V 稳压电源，最大输入电压为 15V。它还具有六个舵机控制接口和六个扩展 I\O。所有功能均由板载 STM32F0 协处理器提供。MCU 可以通过 I2C 或 UART 接口与 BeagleBone® 通信。

功能特点​

  • 可驱动 4 个直流电机或 2 个步进电机
  • 可驱动 6 个舵机
  • Mbed 平台
  • STM32F0 协处理器
  • 两个 TB6612FNG
  • 6 个扩展 I\O
  • 通过 I2C 或 UART 接口与 BBG 通信

规格参数​

  • 电池输入电压：6~15V
  • H 桥工作电压：6~15V
  • DC/DC 5V 输出电流：最大 2A
  • 3V3 输出电流：最大 350mA
  • 4 个 H 桥驱动器，每个额定电流：1.2A，峰值电流：3.2A
  • 6 个舵机驱动器，工作电压：5V，总电流不超过 1.5A
  • 输入反接保护
  • 过流保护：3A 一次性快速熔断器

硬件概览​

  • 3A 一次性熔断器：过流保护
  • 复位按钮：复位协处理器
  • SWD 接口：调试接口
  • 原型板：扩展其他电路
  • GPIOs：扩展其他电路
  • 舵机接口：舵机电机接口
  • STM32F030R8：协处理器
  • DC/DC：电压转换电路
  • TB6612FNG：H 桥 IC
  • 指示灯：电机方向指示灯
  • 工作模式开关：待机或工作模式
  • 输入反接保护：保护电路
  • Motor4/Motor3：驱动 2 个直流电机或 1 个步进电机
  • Motor2/Motor1：驱动 2 个直流电机或 1 个步进电机
  • 电池：为电机供电

快速入门​

在本节中，我将向您展示如何在 BBG 上使用 Motor Bridge Cape。在开始之前，请从 Github 下载 Motor Bridge Cape 驱动库代码。

要使用 Motor Bridge Cape 库，只需将 MotorBridge.py 文件添加到您的项目中。然后将该 Python 文件导入到您的项目，并创建一个 Motor Bridge Cape 的对象。

import MotorBridge
motor = MotorBridge.MotorBridgeCape()

安装依赖项​

sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential python-pip python-dev python-smbus git
sudo pip install Adafruit-GPIO

步进电机​

Motor Bridge Cape 的步进电机接口如下图所示。

步进电机功能​

以下是步进电机功能的简要说明。

StepperMotorAInit()

描述：初始化步进电机 A 端口。

StepperMotorAMove(MoveSteps,StepDelayTime)

描述：驱动步进电机 A。

MoveSteps：步进电机移动的步数。正数表示顺时针方向，负数表示逆时针方向。

StepDelayTime：每步的延迟时间，单位：微秒。

StepperMotorBInit()

描述：初始化步进电机 B 端口。

StepperMotorBMove(MoveSteps,StepDelayTime)

描述：驱动步进电机 B。

MoveSteps：步进电机移动的步数。正数表示顺时针方向，负数表示逆时针方向。

StepDelayTime：每步的延迟时间，单位：微秒。

步进电机示例​

将以下代码复制到您的项目中，并保存为一个 Python 文件。

import MotorBridge
import time
 
def StepperMotorATest():
    print 'Hello From MotorBridge'
    motor.StepperMotorAInit()
    motor.StepperMotorAMove(1000,1000) # 1000 步，每步 1000 微秒
    time.sleep(1)
    motor.StepperMotorAMove(-1000,1000) # 1000 步，每步 1000 微秒
    time.sleep(1)
 
def StepperMotorBTest():
    print 'Hello From MotorBridge'
    motor.StepperMotorBInit()
    motor.StepperMotorBMove(1000,1000) # 1000 步，每步 1000 微秒
    time.sleep(1)
    motor.StepperMotorBMove(-1000,1000) # 1000 步，每步 1000 微秒
    time.sleep(1)
 
 
if __name__=="__main__":
    motor = MotorBridge.MotorBridgeCape()
    StepperMotorATest()
    StepperMotorBTest()

直流电机​

Motor Bridge Cape 的直流电机接口如下图所示。

直流电机功能​

以下是直流电机功能的简要说明。

DCMotorInit(MotorName,Frequency)

描述：初始化直流电机并设置频率。

MotorName：1 ~ 4 表示 Motor1 ~ Motor4。

Frequency：设置直流电机的频率。

note

如果您更改直流电机频率，其他直流电机的频率也会随之更改。

DCMotorMove(MotorName,Direction,PWMDuty)

描述：驱动直流电机，设置方向和 PWM 占空比。

MotorName：1 ~ 4 表示 Motor1 ~ Motor4。

Direction：1 表示顺时针方向，2 表示逆时针方向，3 表示停止电机。

PWMDuty：0 ~ 100 表示 PWM 占空比的百分比。

motor.DCMotorStop(MotorName)

描述：停止直流电机。

MotorName：1 ~ 4 表示 Motor1 ~ Motor4。

直流电机示例​

将以下代码复制到您的项目中，并保存为一个 Python 文件。

import MotorBridge
import time
 
MotorName        = 1
ClockWise        = 1
CounterClockWise = 2
PwmDuty          = 90
Frequency        = 1000
 
if __name__=="__main__":
    motor = MotorBridge.MotorBridgeCape()
    motor.DCMotorInit(MotorName,Frequency)
    while True:
        motor.DCMotorMove(MotorName,ClockWise,PwmDuty)
        time.sleep(2)
        motor.DCMotorMove(MotorName,CounterClockWise,PwmDuty)
        time.sleep(2)
        print "hello"
        motor.DCMotorStop(MotorName)
        time.sleep(2)

舵机​

Motor Bridge Cape 的舵机接口如下图所示。

舵机的功能​

以下是关于舵机功能的简要说明。

ServoInit(ServoName,Frequency)

描述：初始化舵机并设置频率。

ServoName：1 ~ 6 代表 Servo1 ~ Servo6。

Frequency：设置舵机的频率，默认值为 50 Hz。

ServoMoveAngle(ServoName,Angle)

描述：驱动舵机，设置舵机角度。

ServoName：1 ~ 6 代表 Servo1 ~ Servo6。

Angle：0 ~ 180 代表 0 度到 180 度。

舵机示例​

将以下代码复制到您的项目中，并保存为一个 Python 文件。

import MotorBridge
import time
ServoName   =  2
Frequency   =  50
Angle1      =  20
Angle2      =  160
 
if __name__=="__main__":
    motor = MotorBridge.MotorBridgeCape()
    motor.ServoInit(ServoName,Frequency)
 
    while True:
        print 'Servo Test'
        motor.ServoMoveAngle(ServoName,Angle1)
        time.sleep(2)
        motor.ServoMoveAngle(ServoName,Angle2)
        time.sleep(2)

固件升级​

如果您的扩展板出现问题，请尝试升级固件。本节介绍如何使用 BeagleBone® Green 升级 Motor Bridge Cape 固件。此方法同样适用于 BBGW 和 BBB。

  1. 将 Motor Bridge Cape 插入 BBG/BBGW/BBB，并通过 USB 数据线将 BBG 连接到您的电脑。

  2. 让 BBG 连接到互联网，并通过 SSH 访问，如下图所示。

  1. 通过执行以下命令从 Github 下载代码：
git clone https://github.com/Seeed-Studio/MotorBridgeCapeFirmware

  1. 进入 "MotorBridgeCapeFirmware" 目录并执行 "make flash" 命令以刷新固件。
cd MotorBridgeCapeFirmware/ && make flash

几秒钟后，您可以在终端中看到 "Verification OK" 的信息。

  1. 通过执行以下命令检查固件是否刷新成功：
i2cdetect -y -r 1

如果您发现 I2C 地址 0x4b，说明固件已成功刷新。

已知问题​

无法找到 I2C 地址​

问：我已经更新了固件，但无法检测到 I2C 地址？

答：确保 P9_23 引脚为高电平，因为 P9_23 引脚连接到 STM32 的复位引脚。我在 MotorBridgeCape 类的初始化函数中将 P9_23 引脚设置为高电平。

无法更新固件​

问：当我更新固件时，错误信息显示无法找到 UART2？

答：您需要启用 BB-UART2，因为 BBG 通过 UART2 将固件刷新到 Motor Bridge Cape。

vi /boot/uEnv.txt

然后取消注释 "cape_enable=capemgr.enable_partno=BB-UART2"。保存并退出编辑器，最后重启您的开发板。

扩展板仍然无法工作​

问：我已经成功更新了固件并可以检测到 I2C 地址，但为什么扩展板仍然无法工作？

答：请注意，板上有一个工作模式开关，确保开关已切换到工作模式。如果您仍有其他问题，请访问我们的论坛。

无法运行 make flash​

问：运行 make flash 时出现错误代码 "Can't init. Ensure BOOT0=1 BOOT1=0, and reset Device"？

答：请按照以下步骤解决问题。

  • 第一步：运行 sudo nano /boot/uEnv.txt，然后在 uEnv.txt 的底部添加以下两行：
uboot_overlay_addr0=/lib/firmware/BB-UART2-00A0.dtbo
enable_uboot_cape_universal=1
  • 第二步：重启 BBGW
  • 第三步：再次运行 sudo make flash。

原理图在线查看器​

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