Micro DC Motor with Encoder-SJ01 微型直流带编码器直减速电机
简介
- 该产品是DFRobot专为机器人DIY爱好者设计的一款带AB两相输出编码器的微型直流减速电机。
- 该电机带有一个齿轮齿数比为120:1的变速箱和一个带AB两相输出编码器。编码器电机轴的分辨率为每转16，变速箱的输出轴分辨率为每转1920，同时配合Arduino控制器和电机驱动器或者RoMeo就能够完成闭环PID、测速、PWM调速等。
- 搭配我们的小车平台，你可以实行小车的精确控制。特别是在一些实验和竞赛中，精确的运行控制是非常必要的，是制胜的关键。
- 编码器原理概述：本产品采用霍尔传感器检测的方式，在电机尾部安装N,S磁极呈扇形依次均匀分布的圆形磁环，当磁极N经过霍尔传感器正面时，编码器输出低电平;当磁极S经过霍尔传感器正面时,编码器输出高电平，采用两个霍尔传感器，不但可以提高编码器的采样精度，还可以检测出，电机转动方向是正转还是反转。
产品参数
- 1.编码器电压：4.5~7.5V
- 2．电机工作电压： 3~7.5V（额定电压6V）
- 3．额定力矩：0.2kgf.cm
- 4．操作环境温度：-10~+60℃
- 5．储存温度：-30~+85℃
- 6．电机类型：130
- 7．电机最大无负载电流（3V）: 140mA
- 8．电机最大无负载电流（6V）: 170mA
- 9．无负载转速(3V)：90rpm
- 10．无负载转速(6V)：160rpm
- 11．最大输出力矩：0.8kgf.cm
- 12．无负载转速(6V)：最大堵转电流：2.8A
- 13．齿轮齿数比：1：120
- 14．无负载转速(6V)：160rpm
引脚说明
使用教程
所需硬件
- UNO x1
- 直流电源 x1
所需软件
- Arduino IDE
接线图
举个例子，当你想在UNO上面使用中断管脚0（中断0），你可以连接2号数字管脚（D2）;使用中断管脚1（中断1），你可以连接2号数字管脚（D3）
详细情况请查看 http://arduino.cc/en/Reference/AttachInterrupt
样例代码
示例代码1：
//The sample code for driving one way motor encoder
const byte encoder0pinA = 2;//A pin -> the interrupt pin 0
const byte encoder0pinB = 3;//B pin -> the digital pin 3
byte encoder0PinALast;
int duration;//the number of the pulses
boolean Direction;//the rotation direction
void setup()
{
Serial.begin(57600);//Initialize the serial port
EncoderInit();//Initialize the module
}
void loop()
{
Serial.print("Pulse:");
Serial.println(duration);
duration = 0;
delay(100);
}
void EncoderInit()
{
Direction = true;//default -> Forward
pinMode(encoder0pinB,INPUT);
attachInterrupt(0, wheelSpeed, CHANGE);
}
void wheelSpeed()
{
int Lstate = digitalRead(encoder0pinA);
if((encoder0PinALast == LOW) && Lstate==HIGH)
{
int val = digitalRead(encoder0pinB);
if(val == LOW && Direction)
{
Direction = false; //Reverse
}
else if(val == HIGH && !Direction)
{
Direction = true; //Forward
}
}
encoder0PinALast = Lstate;
if(!Direction) duration++;
else duration--;
}
示例代码2(PID控制)：
- 通过L298P直流电机驱动板驱动直流电机，PID算法控制电机的转速（工程实际中，应用最为广泛调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。
- PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制主要技术之一。）
//The sample code for driving one way motor encoder
#include <PID_v1.h>
const byte encoder0pinA = 2;//A pin -> the interrupt pin 0
const byte encoder0pinB = 3;//B pin -> the digital pin 3
int E_left =5; //L298P直流电机驱动板的使能端口连接到数字接口5
int M_left =4; //L298P直流电机驱动板的转向端口连接到数字接口4
byte encoder0PinALast;
double duration,abs_duration;//the number of the pulses
boolean Direction;//the rotation direction
boolean result;
double val_output;//用于提供给电机PWM功率值。
double Setpoint;
double Kp=0.6, Ki=5, Kd=0;
PID myPID(&abs_duration, &val_output, &Setpoint, Kp, Ki, Kd, DIRECT);
void setup()
{
Serial.begin(9600);//Initialize the serial port
pinMode(M_left, OUTPUT); //L298P直流电机驱动板的控制端口设置为输出模式
pinMode(E_left, OUTPUT);
Setpoint =80; //设置PID的输出值
myPID.SetMode(AUTOMATIC);//设置PID为自动模式
myPID.SetSampleTime(100);//设置PID采样频率为100ms
EncoderInit();//Initialize the module
}
void loop()
{
advance();//电机正转
abs_duration=abs(duration);
result=myPID.Compute();//PID转换完成返回值为1
if(result)
{
Serial.print("Pluse: ");
Serial.println(duration);
duration = 0; //计数清零等待下次计数
}
}
void EncoderInit()
{
Direction = true;//default -> Forward
pinMode(encoder0pinB,INPUT);
attachInterrupt(0, wheelSpeed, CHANGE);
}
void wheelSpeed()
{
int Lstate = digitalRead(encoder0pinA);
if((encoder0PinALast == LOW) && Lstate==HIGH)
{
int val = digitalRead(encoder0pinB);
if(val == LOW && Direction)
{
Direction = false; //Reverse
}
else if(val == HIGH && !Direction)
{
Direction = true; //Forward
}
}
encoder0PinALast = Lstate;
if(!Direction) duration++;
else duration--;
}
void advance()//电机正转
{
digitalWrite(M_left,LOW);
analogWrite(E_left,val_output);
}
void back()//电机反转
{
digitalWrite(M_left,HIGH);
analogWrite(E_left,val_output);
}
void Stop()//电机停止
{
digitalWrite(E_left, LOW);
}
运行现象
代码1运行现象:
说明：数据不断的从串口输出，当电机正转时，输出的数值>0, 电机反向转时，输出数字<0。并且电机速度越快，数字的绝对值越大，反之越小。
代码2运行现象:
- 因为程序设定的PID值为80，所以电机会稳定转速在80左右，当外界的力量（比如电机的驱动电压变化，电机受到的阻力变大等）迫使转速改变时，程序会通过PWM调节，使转速稳定在80左右。
- 比如增大电机驱动电压，电机转速会短暂的上升后下降到80，减小电机驱动电压，电机转速会短暂下降后，上升到80。
本文整理于DFRobot