TB6612FNG, Toshiba Semiconductor tarafından üretilen bir DC motor sürücü cihazıdır. Yüksek akım MOSFET-H köprü yapısına, çift kanallı devre çıkışına sahiptir ve aynı anda 2 motoru sürebilir. Özellikle, L298N ve TB6612FNG kullanımı temelde aynıdır.
TB6612FNG’nin Pin Fonksiyonu
- AIN1 / AIN2, BIN1 / BIN2, PWMA / PWMB, kontrol sinyalinin giriş terminalleri olup, kontrol sinyali buradan girilir.
- AO1/A02, B01/B02, 2 motor kontrol çıkış terminalleridir, yani motoru kontrol etmek için çıkış sinyalleri sağlar.
- STBY’nin işlevi, çipi normal çalışma veya bekleme durumunda kontrol etmektir.
- VM (4.5～15 V) ve VCC (2.7～5.5 V), motor sürüş voltajı girişi ve mantık seviyesi giriş terminalleri olarak kullanılır.
TB6612FNG’nin Çalışma Modu
Şekil, TB6612FNG ve AVR mikrodenetleyicisinden oluşan motor kontrol ünitesini göstermektedir.
Tek çipli zamanlayıcı, AIN1/AIN2 ve BIN1/BIN2 kontrol sinyalleri olarak 4 PWM çıkışı üretir. Şekilde gösterildiği gibi, OCxA ve OCxB motorları M1 ve M2’yi kontrol eder. Zamanlayıcıyı donanım PWM darbeleri çıkarmak için kullanmak, MCU CPU’nun yalnızca PWM görev döngüsünü değiştirirken hesaplamalara katılmasını sağlar, bu da sistem hesaplamalarının yükünü büyük ölçüde azaltır ve PWM yazılım programlamasının aşırı yükünü hafifletir. PWMA, PWMB ve STBY giriş pinleri, motorun çalışma veya frenleme durumunu ve cihazın çalışma durumunu I/O seviyesi ile kontrol eder. Devre, 25 V dayanım voltajına sahip 10µF elektrolitik kapasitör ve güç kaynağı filtrasyonu için 0.1µF kapasitör kullanır ve VM ve VCC için ters bağlantı koruması sağlamak üzere bir güç MOSFET’i kullanır.
Motor Çalışma Modülü
TB6612FNG, bir MOSFET tabanlı H-köprü entegre devresidir, bu da onu bir transistör H-köprü sürücüsünden daha verimli hale getirir ve daha güçlü bir yük çıkış kapasitesine sahiptir.
Pulse genişlik modülasyonu yöntemi, değişken bir görev döngüsüne sahip bir PWM sinyali üretir ve sürücünün çıkış durumunu hızlı bir şekilde değiştirerek motorun hız kontrolünü gerçekleştirir. PWM görev döngüsünün büyüklüğü, çıkış voltajının ortalama değerini belirler ve bu da motorun hızını belirler. Bu makalede, motor hız kontrolünün kararlılığını sağlamak için tek kutuplu, sabit frekanslı ve geniş PWM modülasyon yöntemi benimsenmiştir. TB6612FNG’nin mantıksal gerçeklik tablosu Tablo 1’de gösterilmektedir. Cihaz çalışırken, STBY pini yüksek seviyeye ayarlanır; IN1 ve IN2 değişmeden kalır, PWM pininin giriş sinyali motorun tek yönlü hızını kontrol etmek için ayarlanabilir; PWM pini yüksek seviyeye ayarlanır ve IN1 ve IN2’nin girişi ayarlanabilir sinyal, motorun iki yönlü hız kontrolü için kullanılabilir. A ve B kanallarının kontrol mantığı aynıdır.
Resmin kırmızı kısmındaki 5 pin bir motoru kontrol ederken, mavi kısmındaki pinler diğer motoru kontrol eder. Burada yalnızca A kanalı analiz edilmektedir. AO1 ve AO2 sırasıyla motorun + ve – uçlarına bağlanır. Ardından motoru PWMAA, IN2, AIN1 ile kontrol edin. Bunlar arasında, PWM A mikrodenetleyicinin PWM pinine bağlanır, genellikle 10Khz PWM’dir ve motorun hızını görev döngüsünü değiştirerek ayarlar (görev döngüsü, pozitif voltaj süresinin bir döngüdeki döngüye oranıdır).
Çalışma türü üç duruma ayrılabilir:
- AIN1=0, AIN2=1: Motor ters yönde döner.
- AIN1=1, AIN2=0: Motor ileri yönde döner.
- AIN1=0, AIN2=0: Motor durur.
Ayrıca:
AIN1’i 3.3~5V’a, AIN2’yi GND’ye ve PWM’i A 3.3~5V’a bağlayın. Bu, motorun ileri yönde dönecek şekilde tam görev döngüsünü kontrol etmekle eşdeğerdir.
AIN1’i GND’ye, AIN2’yi 3.3~5V’a ve PWM’i A 3.3~5V’a bağlayın. Bu, motorun tam görev döngüsünde ters yönde dönecek şekilde kontrol etmekle eşdeğerdir.
TB6612FNG’nin Avantajları
2 DC motorun bağımsız iki yönlü kontrolü: Aynı anda yeterli çıkış kapasitesi sağlayabilir ve işletim performansı ve enerji tüketiminde avantajlara sahiptir.
Çok yüksek entegrasyon: Bu nedenle, entegre ve miniaturize edilmiş bir motor kontrol sisteminde ideal bir motor sürücü cihazı olarak kullanılabilir.
Yüksek başlangıç akımı: Her kanal, 1.2 A’ya kadar sürekli sürüş akımı çıkarır ve başlangıç zirve akımı 2A/3.2 A’dır (sürekli darbe/tek darbe).
Yüksek destek frekansı: PWM destek frekansı 100 kHz’ye kadar çıkmaktadır.
Geniş çalışma sıcaklığı aralığı: Çip içi düşük voltaj algılama devresi ve termal kapatma koruma devresi; çalışma sıcaklığı: -20～85℃;
TB6612FNG ile İlgili Bazı Öneriler
1. Cihazın çıkış durumu sürüş/brenk arasında değiştirildiğinde, motor hızı ile PWM görev döngüsü arasında iyi bir doğrusal ilişki sağlanabilir ve işletim kontrol etkisi, sürüş/durma arasında geçiş yapan cihazdan daha iyidir.
2. fPWM yüksek olduğunda, motor sürekli ve pürüzsüz bir şekilde düşük gürültü ile çalışır, ancak cihazın güç tüketimi frekans arttıkça artar; fPWM düşük olduğunda, güç tüketimini azaltmaya ve hız düzenleme doğruluğunu artırmaya yardımcı olur, ancak frekans çok düşükse motor dönüşünün sürekliliğini azaltabilir. Genellikle fPWM>1 kHz olduğunda, cihaz motoru kararlı bir şekilde kontrol edebilir.
3. Aşırı PWM görev döngüsü, motor sürüş akımının kararlılığını ve cihazın çıkış yük kapasitesini etkiler. Görev döngüsü aralığı, farklı hız gereksinimlerine göre makul bir şekilde ayarlanmalıdır.
4. Cihazın çalışma sıcaklığı çok yüksekse, çıkış gücünde bir azalmaya neden olur. Devre PCB tasarımında, yeterli bakır alanı sağlanmalı, bu da ısıyı dağıtmaya yardımcı olur ve cihazın uzun süre kararlı çalışmasını kolaylaştırır.
Bu arada, Seeed Fusion, TB6612FNG dahil olmak üzere zengin bir bileşen kütüphanesine sahiptir.