Pilote de moteur Pololu Dual MC33926 pour Raspberry Pi (Assemblé)

Description

Cette carte d'extension permet un Raspberry Pi B +, A +, Pi 2 ou Pi 3 pour piloter une paire de moteurs CC à balais. Ses deux drivers de moteur MC33926 fonctionnent de 5 V à 28 V et peuvent fournir un courant continu de 3 A (5 A en crête) par moteur. Les mappages de broches par défaut facilitent la prise en main de notre logiciel fourni, mais la carte expose également la plupart des broches d'E/S des puces de pilote pour des applications plus spécialisées. Cette version est livrée entièrement assemblé avec connecteurs soudés.

Cette carte de commande de moteur est un module complémentaire pour un Raspberry Pi (Modèle B + ou plus récent), y compris le Pi 3 modèle B + et Modèle A +, That lui permet de contrôler facilement une paire de moteurs CC à balais bidirectionnels. La carte d'extension utilise une paire de pilotes de moteur Freescale MC33926, qui fonctionnent de 5 à 28 V et peuvent fournir 3 A en continu par canal (jusqu'à 5 A par canal pendant quelques secondes). Les autres caractéristiques comprennent un circuit de protection de batterie inversé et des portes logiques that réduire le nombre de broches d'E/S nécessaires pour contrôler efficacement les circuits intégrés du pilote. La carte est livrée entièrement équipée de ses composants SMD ; il est disponible soit sous forme de kit partiel, avec embase femelle et borniers inclus mais non soudés, ou entièrement assemblé avec ces connecteurs soudés au PCB.

La configuration par défaut de la carte utilise six broches GPIO pour contrôler les pilotes de moteur, en utilisant le Raspberry Piles sorties PWM matérielles de et il utilise deux broches supplémentaires pour lire les sorties d'état des pilotes. Cependant, les mappages de broches peuvent être personnalisés si les valeurs par défaut ne sont pas pratiques, et d'autres entrées et sorties de contrôle des circuits intégrés MC33926 sont accessibles sur la carte pour des applications plus avancées.

 

 

Le tableau correspond au Raspberry Pi HAT (Matériel attaché en haut) spécification mécanique, bien qu'il ne soit pas conforme à la HAT spécifications en raison de l'absence d'une EEPROM ID. (Une empreinte pour ajouter votre propre EEPROM est disponible pour les applications où une serait utile; des tractions sur SDA, SCL et WP sont fournies.) ne sauraient  pratique d'utiliser cette carte d'extension avec l'original Raspberry Pi Modèle A ou modèle B en raison de différences dans leur brochage et leur facteur de forme.

Nous avons aussi un semblable double bouclier MC33926 en Arduinos et cartes compatibles Arduino et basiques unique et deux porteuses MC33926 pour ceux qui utilisent un contrôleur différent ou avec des contraintes d'espace plus serrées. Pour des alternatives plus petites, moins puissantes et moins chères, envisagez la pilote de moteur double MAX14870 pour Raspberry Pi or DRV8835 pilote de moteur double pour Raspberry Pi.

Fonctionnalités:

• Large plage de tension de fonctionnement : 5 V à 28 V
• Courant de sortie: 3 A en continu (5 A en crête) par moteur
• Fonctionnement PWM jusqu'à 20 kHz, ce qui est ultrasonique et permet un fonctionnement plus silencieux du moteur
• Les voyants lumineux du moteur indiquent what les sorties font même quand aucun moteur n'est connecté
• La carte peut éventuellement alimenter le Raspberry Pi base directement via un régulateur ajouté (non inclus)
• Librairie Python facilite la prise en main de cette carte comme carte d'extension de pilote de moteur
• Les mappages de broches GPIO peuvent être personnalisés si les mappages par défaut ne conviennent pas
• Les broches de commande de moteur restantes sont exposées pour une utilisation avancée
• Protection contre l'inversion de tension sur l'alimentation du moteur
• Pilotes robustes:
  • Fonctionnement transitoire (<500 ms) jusqu'à 40 V
  • La limitation interne du courant de crête réduit gracieusement la puissance de sortie si le courant ou la température deviennent trop élevés
  • Arrêt sous tension
  • Sortie court-circuit à la terre et protection contre les courts-circuits à Vcc
• Espace de prototypage pour une construction plus facile / plus propre de circuits personnalisés

Détails pour item #2756

Cette version du pilote de moteur est entièrement assemblé, avec une Embase femelle 2 × 20 broches 0.1 ″ (pour se connecter au Raspberry Pil'en-tête GPIO à 40 broches) et une bande à six broches de Borniers 5 mm (pour les connexions du moteur et de l'alimentation) soudés. (Si c'est article # 2755 pour une version kit avec connecteurs inclus mais non soudés.)

 

Pilote de moteur Pololu Dual MC33926 pour Raspberry Pi (version assemblée) avec matériel inclus.

 

Le pilote de moteur est livré avec un ensemble de quatre M2.5 entretoises (longueur 11 mm), des viset des noisettes that peut être utilisé pour fixer la carte au Raspberry Pi à la bonne hauteur pour le connecteur GPIO. Si vous décidez de ne pas utiliser les entretoises, veillez à ne pas laisser le moteur et les connexions d'alimentation court-circuiter contre le Raspberry Piconnecteur HDMI de.

Blocs de court-circuit et 0.1 ″ bad headers (non inclus) peut être utilisé pour apporter certaines des modifications optionnelles les plus avancées à la carte, telles que le remappage des broches de commande.

A Raspberry Pi is non inclus.

Utilisation de la carte de pilotage du moteur

Cette section explique comment utiliser la carte d'extension de pilote de moteur double MC33926 et fournit des informations de base sur les broches de pilote de moteur pour vous aider à démarrer. Cependant, nous vous encourageons fortement à consulter le Fiche technique MC33926 (1 Mo pdf) pour des descriptions détaillées des broches, des tables de vérité et des caractéristiques électriques. Cette carte d'extension est essentiellement une carte de dérivation pour deux circuits intégrés de commande de moteur MC33926 avec des circuits logiques supplémentaires pour simplifier le contrôle du moteur. La fiche technique est donc votre meilleure ressource pour répondre aux questions non couvertes ici.

 

 

Dans l'état par défaut de la carte, les sorties du pilote de moteur et le Raspberry Pi sont alimentés séparément, bien qu'ils partagent une masse commune et que l'alimentation logique 3.3 V de la carte soit fournie par le Raspberry Pi. Lorsqu'il est utilisé de cette façon, le Raspberry Pi doit être alimenté via sa prise USB Micro-B, et la carte de commande du moteur doit être alimentée en 5 V à 28 V via ses larges plots VIN et GND. Cependant, la carte de commande du moteur fournit un ensemble de trois trous traversants où vous pouvez facilement connecter un régulateur de tension approprié, permettant à l'alimentation du moteur d'alimenter également le Raspberry Pi (voir le Alimentant le Raspberry Pi de la carte de pilotage du moteur section ci-dessous).

Un circuit de protection contre les inversions de tension permet d'éviter d'endommager la carte dans case l'alimentation du moteur est connectée à l'envers. La tension d'entrée protégée contre l'inversion est accessible pour une utilisation dans d'autres circuits via les deux broches étiquetées VOUT sur le côté gauche de la carte.

La carte comprend des portes logiques that activer le fonctionnement du variateur/frein des pilotes MC33926 avec seulement deux broches de commande par moteur (PWM et direction). Étant donné que le fonctionnement en entraînement/frein fournit généralement une relation plus linéaire entre le cycle de service PWM et la vitesse du moteur que le fonctionnement en entraînement/en roue libre, nous recommandons généralement d'utiliser le fonctionnement en entraînement/frein lorsque cela est possible.

 

Moteurs d'entraînement avec un pilote de moteur double # 2756 sur un sur un Raspberry Pi Modèle B + ou Pi 2 Modèle B. A régulateur abaisseur fournit 5 V au Raspberry Pi.

 

Mappages de broches par défaut

Ce tableau montre comment le Raspberry PiLes broches GPIO de 's sont utilisées pour l'interface avec les pilotes de moteur :

RPi broche GPIO	Goupille d'entraînement du moteur	Description
5	Moteur 1 SF	Sortie d'indicateur d'état : lorsque le pilote fonctionne normalement, cette broche doit être tirée vers le haut par le Raspberry Pi. En cas de défaillance du pilote, le circuit intégré du pilote réduit SF. Si l'une des broches de désactivation (D1 ou D2) désactive les sorties, SF sera également faible.
6	Moteur 2 SF
12	Moteur 1 PWM	Entrée vitesse moteur : Un signal PWM (modulation de largeur d'impulsion) sur cette broche correspond à une sortie PWM sur les sorties moteur du pilote correspondant. Lorsque cette goupille est basse, le moteur freine bas. Quand il est haut, le moteur est en marche. La fréquence PWM maximale autorisée est de 20 kHz.
13	Moteur 2 PWM
22	Moteur 1 FR	Activer l'entrée : cette broche est abaissée en interne, mettant le circuit intégré du pilote de moteur en mode veille à faible courant et désactivant les sorties du moteur (en les réglant sur une impédance élevée). FR doit être poussé vers le haut pour activer le pilote du moteur.
23	Moteur 2 FR
24	Moteur 1 DIR	Entrée sens du moteur : lorsque DIR est bas, le courant du moteur passe de la sortie A à la sortie B ; lorsque DIR est élevé, le courant circule de B vers A.
25	Moteur 2 DIR

Table de vérité simplifiée du contrôle moteur

Ce tableau montre comment les entrées de commande des pilotes affectent les sorties du moteur :

Contributions			Sortie
EN	DIR	PWM	MXA	MxB	mode de fonctionnement
1	0	PWM	PWM (H/L)	L	avance / frein à la vitesse PWM%
1	1	PWM	L	PWM (H/L)	inverser / freiner à la vitesse PWM%
1	X	0	L	L	frein bas (sorties à la terre)
0	X	X	Z	Z	côte (sorties off)

Remappage des broches

Toutes les Raspberry PiLes broches GPIO du s sont réparties le long d'une rangée de trous traversants numérotés juste en dessous du connecteur GPIO à 40 broches. Chaque broche GPIO utilisée par la carte est connectée à partir de cette rangée à la broche du pilote de moteur correspondante par une trace sur la face inférieure de la carte couvrant la paire de trous. Si vous souhaitez remapper l'une de ces broches de pilote de moteur, vous pouvez couper sa trace avec un couteau, puis passer un fil du trou inférieur à une nouvelle broche GPIO.

 

Vue de dessous du double driver de moteur MC33926 pour Raspberry Pi, montrant des traces découpables.

 

Notes that les mappages de broches par défaut ont été choisis pour that le Raspberry Piles pull-ups et pull-downs GPIO par défaut correspondent à la direction dans laquelle les broches du pilote de moteur sont ou devraient être tirées (vers le haut pour SF, vers le bas pour les autres); si vous remapper les broches du pilote de moteur sans y prêter attention, vous pourriez rencontrer des problèmes avec les broches tirées dans le mauvais sens. Voir le Raspberry Pi Documentation pour en savoir plus sur les états GPIO par défaut.

Utilisation de broches MC33926 supplémentaires

Les autres entrées et sorties du MC33926 ne sont pas connectées au Raspberry Pi, mais ils sont accessibles par leurs propres trous traversants dans case vous souhaitez les utiliser dans une application plus avancée des pilotes de moteur. La carte relie certaines des entrées hautes ou basses par des traces découpables, de la même manière que les broches remappables sont connectées, et vous devez couper la trace avant de connecter chaque entrée à quoi que ce soit d'autre. Ce tableau montre la configuration par défaut des broches supplémentaires :

Goupille d'entraînement du moteur	Description	Configuration par défaut à bord
D1	Désactiver l'entrée 1 (actif haut)	Lié bas (inactif) par trace découpable
D2	Désactiver l'entrée 2 (actif bas)	Lié haut (inactif) par trace découpable
SLEW	Sélection du taux de balayage	Attaché haut pour sélectionner une vitesse de balayage rapide via une trace découpable
INV	Inverser l'entrée	Tiré en interne bas (non inversé)
FB	Rétroaction (sortie de détection de courant)	Connecté à la résistance de détection et au filtre passe-bas pour produire env. 360 mV / A (actif uniquement lorsque le pont en H est en marche)

Pour plus d'informations sur ces broches et leur utilisation, reportez-vous à la Fiche technique MC33926 (1MB pdf).

Alimentant le Raspberry Pi de la carte de pilotage du moteur

Sur le côté gauche de la carte d'extension se trouve un ensemble de trois broches entourées d'une boîte étiquetée « 5V Regulator ». La broche "VOUT (REG IN)" permet d'accéder à la tension d'alimentation du moteur de la carte de commande après protection contre les inversions de tension, tandis que la broche "REG OUT" est connectée à la Raspberry PiLe rail d'alimentation 5 V via un circuit de diode idéal. Si un régulateur de tension approprié est connecté à ces trois broches, il peut générer 5 V pour alimenter le Raspberry Pi de la tension d'alimentation du moteur de la carte. Nous vous suggérons d'utiliser notre D24V5F5 or Régulateurs abaisseurs à découpage D24V10F5, qui fonctionnent à des tensions d'entrée jusqu'au maximum de 28 V du MC33926 et peuvent fournir jusqu'à 500 mA ou 1 A de courant, respectivement, au Raspberry Pi.

 

Régulateur abaisseur D24V10F5 connecté à un pilote de moteur Pololu Dual MC33926 assemblé pour Raspberry Pi.

 

Lors de l'ajout d'un régulateur de tension sur la carte de pilotage du moteur, veillez à l'orienter correctement : remarque that le carte de commande de moteur La broche « VOUT (REG IN) » doit se connecter au régulateur broche VIN, tandis que le régulateur La broche VOUT doit se connecter au carte de commande de moteur Broche « REG OUT ».

Il y a quelques considérations à garder à l'esprit lors de la « réalimentation » du Raspberry Pi à travers un régulateur de tension de cette manière :

• L'alimentation de votre moteur doit être une tension acceptable à la fois pour le régulateur et les circuits intégrés de commande MC33926.

• Le régulateur doit être en mesure de gérer les besoins en énergie du Raspberry Pi. Le modèle B + utilise généralement quelques centaines de milliampères à 5 V, bien que sa consommation de courant puisse dépasser 1 A s'il alimente également des périphériques USB et d'autres périphériques. Bien qu'un régulateur linéaire comme un 7805 puisse tenir dans l'emplacement de montage du régulateur, il pourrait générer une chaleur excessive ou s'arrêter à des tensions d'entrée et des courants de sortie plus élevés. Nous vous recommandons d'utiliser un régulateur à découpage comme ceux mentionnés ci-dessus.

Le circuit de diode idéal sur cette carte empêche le courant inverse de circuler dans l'alimentation 5 V de la carte de commande du moteur si le Raspberry Pi est alimenté séparément (par exemple, via sa prise d'alimentation USB). Cependant, à commencer par le Raspberry Pi 3 Modèle B +, il n'y a pas de circuit de diode idéal correspondant sur le Raspberry Pil'entrée d'alimentation USB de , il est donc possible pour la carte de commande de réalimenter un adaptateur d'alimentation USB via le Raspberry Pi. Par conséquent, nous ne recommandons pas de connecter une alimentation USB externe à la Raspberry Pi alors qu'il est alimenté par le pilote du moteur.

Le backfeeding n'est pas un problème avec les anciens Raspberry Pi versions, qui ont un circuit de diode sur l'entrée d'alimentation USB. Avec Raspberry Pi versions antérieures au Pi 3 B +, il est prudent d'avoir une alimentation différente connectée au Raspberry Pi via sa prise USB tandis que le module complémentaire de pilote de moteur et le régulateur sont connectés et alimentés.

Considérations relatives à la dissipation de puissance dans le monde réel

Chaque circuit intégré de commande de moteur MC33926 a un courant nominal continu maximal de 5 A. Cependant, le courant réel qu'il peut fournir dépend de la façon dont vous pouvez le garder au frais. La carte de commande de moteur est conçue pour extraire la chaleur des puces de commande de moteur, mais les performances peuvent être améliorées en ajoutant des dissipateurs de chaleur.

Contrairement à de nombreux autres ponts en H, le MC33926 a une fonctionnalité that lui permet de réduire gracieusement le courant lorsque le courant dépasse 5 A ou lorsque la température de la puce approche de sa limite. Cela signifie that si vous poussez la puce près de sa limite, vous verrez moins de puissance au moteur, mais cela pourrait vous permettre d'éviter un arrêt complet.

Nous avons testé cette carte de commande de moteur à température ambiante sans flux d'air forcé ni dissipateurs thermiques. Lors de nos tests, la carte a pu fournir 5 A aux deux canaux simultanément pendant environ 10 s avant que la protection thermique ne commence à réduire le courant. La carte a délivré 4 A sur les deux canaux pendant environ 40 s, et à 3 A, elle a pu fonctionner en continu pendant plus de 10 minutes sans déclencher de limitation de courant ni de protection thermique.

Nos tests ont été effectués à 100% de cycle de service; PWMing le moteur introduira un chauffage supplémentaire proportionnel à la fréquence.

Ce produit peut obtenir chaudes assez pour vous brûler bien avant que la puce ne surchauffe. Faites attention lorsque vous manipulez ce produit et les autres composants qui y sont connectés.

 

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