Драйвер моторов двухканальный DRV8833

Общие сведения:

Драйвер DRV8833 позволяет управлять двумя коллекторными моторами или одним шаговым двигателем. Внутрисхемно чип драйвера содержит два независимых H-моста (канала A и B) рассчитанных на напряжение от 2,7 до 10,8 В, при рабочем токе каждого канала до 0,5 А без радиатора, или до 1,5 А с радиатором установленном на чипе. Пиковый ток до 2 А на каждый канал.

Увеличить рабочий ток можно путём параллельного объединения двух каналов драйвера в один, тогда можно управлять одним коллекторным двигателем с тем же диапазоном напряжений и рабочим током двигателя до 1 А без радиатора, или до 3 А с радиатором установленном на чипе. Объединение каналов осуществляется соединением следующих выводов: IN1=IN3, OUT1=OUT3, IN2=IN4, OUT2=OUT4.

Схема платы драйвера

На плате драйвера отсутствую резисторы R1 и R2 по этому на схеме их сопротивление указано как 0 Ом. Назначение резисторов R1 и R2 описано в разделе «Управление».

На плате драйвера имеются 2 колодки с выводами: IN1-IN4, VCC, GND, OUT1-OUT4, ULT, EEP. Назначение выводов описано в разделе «Подключение».

Характеристики:

• Количество каналов: 2 (с возможностью объединения двух каналов в один).
• Напряжение питания моторов и драйвера: 2,7 ... 10,8 В.
• Уровень логической 1 на выводах IN1-4, ULT и EEP: 3 ... 6 В.
• Частота ШИМ встроенной схемы ограничения тока: 50 кГц.
• Встроенное ограничение тока: поддерживается чипом, но не реализовано на плате.
• Максимальный ток на канал: 1,5 А (с радиатором).
• Пиковый ток на канал: до 2 А.
• Максимальный ток объединённых каналов: 3 А (с радиатором), пик до 4 А.
• Встроенная защита: защита от перегрева выше 100°, защита от перегрузки по току.

Подключение:

Напряжение питания моторов и драйвера подаётся на выводы VCC и GND модуля. О наличии питания свидетельствует включение светодиода HL1 на плате модуля.

Первый мотор подключается к выводам OUT1 и OUT2, а управление этим мотором осуществляется подачей логических уровней на входы IN1 и IN2.

Второй мотор подключается к выводам OUT3 и OUT4, а управление этим мотором осуществляется подачей логических уровней на входы IN3 и IN4.

Выход ULT сигнализирует об ошибке, а вход EEP позволяет установить спящий режим.

Назначение выводов модуля:

• VCC - Вывод подачи питания моторов и драйвера от 2,7 до 10,8 В.
• GND - Общий вывод питания.
  Вывод GND драйвера должен быть соединён с выводом GND Arduino!
• IN1, IN2 - Входы управления первым мотором.
• IN3, IN4 - Входы управления вторым мотором.
• OUT1, OUT2 - Выходы подключения первого мотора.
• OUT3, OUT4 - Выходы подключения второго мотора.
• EEP - Вход установки спящего режима, задаётся низким логическим уровнем.
• ULT - Выход аварийного сигнала. Низкий уровень сигнализирует о перегрузки по току, перегреву чипа, или низкому напряжению. В рабочем режиме вывод отключён (плавающий сигнал).

Управление:

Моторы подключённые к выводам OUT1, OUT2 и OUT3, OUT4 управляются подачей логических уровней на входы IN1, IN2 и IN3, IN4 соответственно. Обратите внимание на то, что выходы инвертируют сигналы своих входов.

Таблица истинности:

Для 2 мотора, вместо выводов IN1, IN2, OUT1, OUT2, используются выводы IN3, IN4, OUT3, OUT4.

Управление мотором при помощи ШИМ:

Для 2 мотора, вместо выводов IN1, IN2, OUT1, OUT2, используются выводы IN3, IN4, OUT3, OUT4.

Из таблицы истинности видно, что при наличии 0 на обоих входах канала драйвера, оба его выхода переходят в состояние высокого импеданса, что приводит к отключению выводов мотора и его свободному вращению.

Сигнал ШИМ является чередованием уровней 0 и 1, значит при подаче на один из входов сигнала ШИМ, а на другой уровня логического 0, мы получим чередование включения мотора и отключения его выходов. Это приведёт к нелинейной зависимости скорости от ШИМ и падению крутящего момента.

Избавиться от такого поведения можно не допустив появления 0 на одном входе канала драйвера при наличии ШИМ на другом входе. Значит для регулировки скорости так же нужно использовать ШИМ, а смена направления вращения мотора должна осуществляться переключением сигнала ШИМ с одного входа на другой, при этом на свободном от ШИМ входе должен быть установлен уровень логической 1.

Ограничение тока:

Чип драйвера позволяет ограничить ток мотора при помощи резисторов R1 (для канала A) и R2 (для канала B). Но на плате драйвера эти резисторы отсутствуют и ток не ограничивается модулем.

Максимальный ток протекающий через канал драйвера задаётся резистором R_SENSE (R1 для канала A и R2 для канала B) и рассчитывается по формуле: I_MOT = V_REF / R_SENSE, где V_REF = 200 мВ.

Если ток потребляемый мотором превышает заданный ток I_MOT, то чип начинает самостоятельно снижать мощность преобразуя VCC в ШИМ с частотой 50 кГц, уменьшая коэффициент заполнения ШИМ до тех пор, пока ток потребляемый мотором не сравняется с заданным.

Ссылки:

• DRV8833 datasheet.