上次介紹了麥克納姆輪小車的動作方式,今天來安裝一些可以讓它動起來的電路板。
首先得有一個控制板,這次使用 Arduino UNO,當然也可以是其它的板子(例如 Arduino NANO),只要有一個UART串列通信埠來接收控制的訊息,並有足夠的I/O控制腳來控制馬達作動。
再來是接收控制訊息的方式,這裡採用藍芽模組 HC-06,這個模組可以讓我們很容易的以手機透過藍芽來下達控制命令。
接著是驅動馬達的部份,由於這個套件使用直流馬達(有刷)來帶動車輪,所以我們需要一個能控制直流馬達正反轉的驅動電路板。
我實測這個馬達(包含減速機)在DC5V的電壓下,其空載電流大約0.08A,堵轉電流大約0.75A,而給予一點負載(用手輕抓輪子,但輪子仍處於轉動狀態)的電流大約是0.2A。
以這樣的條件,市面上大部份的驅動電路板都能達到要求,於是選了價格相對低的MX1508驅動板。MX1508供給馬達的電壓範圍為 2~9.6V,持續輸出電流最大值為1.5A(實際上當晶片的兩個通道同時輸出時,通道2的輸出電流較小,但仍有800mA,滿足這裡的應用),堪稱物美價廉。
另外,關於電源的部份,建議使用兩組電源,一組供給控制系統使用,包含控制板(UNO)及藍芽板(HC-06);另一組則給馬達驅動使用,並將兩組電源的負端連接在一起。這樣馬達產生的雜訊才不會干擾控制系統的運行。
控制系統電源我直接使用9V電池,因為UNO本身有降壓電路,而且控制系統使用的功耗相對的少,9V電池已足夠。
至於馬達驅動電源的部份,由於小車套件附的馬達並沒有標示使用電壓範圍,參考其它外觀相同的馬達(含減速機),大多標示電壓範圍為3~6V,所以有以下幾個建議方案:
1. 使用1顆18650鋰電池,這樣最簡單,馬達也可以作動,只是轉速比較慢,扭力比較小。
2. 使用2顆18650鋰電池,串聯起來的電壓是7.4V,我實際將這樣的電壓加於馬達上連續運行了10分鐘,馬達並沒有明顯的溫升(用手摸完全沒感覺),而這有可能使其壽命減少(包含培林、減速機構、馬達本身等等)。但這本身就是一個成本低廉的玩具馬達,或許不管有沒有提高使用電壓,其壽命都差不多,所以我覺得這個方案也可行,而且立即得到的好處是組裝容易,移動速度加快。
3. 使用2顆18650鋰電池加上一片降壓電路板(或直接使用行動電源),使其輸出電壓為5V。我就是採用這個方案,因為之後有可能會增加其它的功能,且最有可能採用伺服馬達,所以直接讓供應驅動的電壓為5V。
最後把這些裝置連接起來,完成後如下圖。
撰寫、載入Arduino程式,及製作、安裝手機APP,就可以控制它動起來囉。
至於 Arduino的程式碼及手機APP的部份,因為原理都一檥,在此就不贅述,可以參考下面兩篇文章。
