चित्र 05 · रोबोटिक्स लैब · H-ब्रिज, PWM

TB6612FNG ड्राइवर

Arduino Nano

चित्र लोड हो रहा है…

बेंच

अभी कोई रीडिंग नहीं

PWMA ड्यूटी

अभी कोई रीडिंग नहीं

करंट की खपत

0 mA

बनाएँ और खराबी डालें

1निर्माणअगला
खाली PCB तक उतारें
हर पुर्ज़ा उतारें। 20 mm के लाल चौकोर पर सिर्फ़ चार पुर्ज़े और दो हेडर हैं: आप उन्हें उसी क्रम में वापस लगाएँगे जैसे फ़ैक्टरी लगाती।
2
SMD पुर्ज़ों का पिक-एंड-प्लेस, फिर रीफ़्लो
3
JP1, पावर और मोटर हेडर लगाएँ
4
JP2, कंट्रोल हेडर लगाएँ
5
हेडर के जोड़ सोल्डर करें
6
Nano को JP2 और VCC से जोड़ें
7
दोनों मोटरें जोड़ें
8
LiPo को VM और GND से जोड़ें
9
बेंच को पावर दें
10
आगे 50% भेजें
11
ब्रेक भेजें
12
कोस्ट भेजें
13
पीछे भेजें
14
आगे 100% भेजें
15
STBY को LOW करें
16
खराबी डालें: C3 उल्टाखराबी डालें
17
खराबी डालें: LiPo उल्टी लगीखराबी डालें
18
खराबी डालें: VM पर 4S पैकखराबी डालें
19
खराबी डालें: Nano के 5 V पर मोटरेंखराबी डालें
20
खराबी डालें: कंट्रोल हेडर पर कोल्ड जॉइंटखराबी डालें
21
U1 छोड़ दें
22
खुला हुआ दृश्य

जानबूझकर खराबी डालें

हर खराबी ऐसी है जिसमें असली बनाने वाले फँसते हैं। उसे चालू करें, बेंच पर लक्षण पढ़ें, फिर उसे ठीक करें।

C3 उल्टा लगा
पुर्ज़ा उल्टा लगा
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: पॉप: बैटरी लगते ही C3 चटककर धुआँ छोड़ता है, और बैटरी का करंट उछल जाता है।
टैंटलम कैपेसिटर पोलैरिटी वाला होता है। उल्टा वोल्टेज उसकी ऑक्साइड परत तोड़ देता है, वह VM के आर-पार लगभग शॉर्ट बन जाता है, और बैटरी उसमें से तब तक एम्पियर धकेलती है जब तक वह जल न जाए।
उपाय: प्लग निकालें, C3 को डीसोल्डर करें, और नया लगाएँ, पट्टी (+) बाईं ओर VM की तरफ़।
LiPo उल्टी जुड़ी
उल्टी पोलैरिटी
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: U1 और C3 सेकंडों में गरम हो जाते हैं, जलने की गंध आती है, और कुछ नहीं घूमता।
SparkFun बोर्ड में उल्टी पोलैरिटी से कोई सुरक्षा नहीं। करंट GND से नीचे वाले स्विच के बॉडी डायोड से होकर, ऊपर वालों से बाहर VM तक बहता है: बैटरी के आर-पार दो डायोड-गिराव, चिप से होकर लगभग शॉर्ट। साथ ही C3 रिवर्स-बायस्ड होता है।
उपाय: तुरंत प्लग निकालें और लीड आपस में बदलें: लाल VM पर, काली GND पर। असली बोर्ड पर U1 और C3 आमतौर पर मर चुके होते हैं; Pololu का कैरियर VM पर उल्टी पोलैरिटी से बचाने वाला एक MOSFET जोड़ता है।
VM पर 16.8 V
गलत वोल्टेज
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: ड्राइवर तुरंत खराब होता है: VM, GND से शॉर्ट हो जाता है और बैटरी लीड गरम होती हैं।
VM, 13.5 V तक काम करता है और 15 V झेल लेता है। पूरा भरा 4S पैक (16.8 V) दोनों से ऊपर है, और हर ब्रेकिंग स्पाइक उस पर और जोड़ती है।
उपाय: 2S पैक (पूरा भरा 8.4 V) या ज़्यादा से ज़्यादा 3S (पूरा भरा 12.6 V, ब्रेकिंग स्पाइक के लिए कम गुंजाइश) इस्तेमाल करें।
Nano के 5 V पर मोटरें
ब्राउन-आउट
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: हर बार मोटरें शुरू होने पर Nano रीसेट होता है: स्केच फिर शुरू होता है, सीरियल लाइन दोहराती है, पहिये झटका खाते हैं।
दो TT मोटरें शुरू होते समय एक पल के लिए लगभग 1.6 A लेती हैं। Nano की USB सप्लाई 500 mA पर फ़्यूज़ की हुई है और एक डायोड के पीछे है, इसलिए उसकी 5 V रेल ATmega328P के 2.7 V ब्राउन-आउट स्तर से नीचे बैठ जाती है और चिप रीसेट हो जाती है।
उपाय: VM को बैटरी से बिजली दें, VCC को Nano के 5 V पर रखें, और ग्राउंड जोड़ें।
कंट्रोल हेडर पर कोल्ड जॉइंट
कोल्ड सोल्डर जॉइंट
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: मोटरें अटक-अटककर चलती हैं, बोर्ड थपथपाने या कंपन होने पर और ज़्यादा।
कोल्ड जॉइंट धुँधला, दानेदार और शंकु के आकार का होता है: वह पिन को बस कभी-कभी छूता है। जब STBY का जोड़ खुलता है, 200 kΩ पुल-डाउन STBY को LOW खींच लेता है और चिप तब तक सोती है जब तक संपर्क लौट न आए।
उपाय: हर जोड़ को ताज़ा फ़्लक्स और थोड़े सोल्डर के साथ तब तक दोबारा गरम करें जब तक वह बहकर चमकदार, अंदर धँसा फ़िलेट न बन जाए।
STBY LOW या बिना जुड़ा
फ़्लोटिंग इनपुट
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: पावर है, स्केच चलता है, IN1, IN2 और PWM सही दिखते हैं, और कुछ नहीं घूमता।
STBY LOW हर आउटपुट बंद कर देता है। बिना जुड़ा STBY अंदर वाले 200 kΩ पुल-डाउन की वजह से LOW पढ़ता है, इस चिप के साथ पहले दिन का सबसे आम जाल।
उपाय: STBY को एक पिन से जोड़ें और setup() में HIGH करें, या उसे VCC से बाँध दें।
U1 नहीं लगा
पुर्ज़ा गायब
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: दोनों सप्लाई चालू हैं, पर कुछ नहीं घूमता और कुछ गरम नहीं होता।
U1 के बिना बैटरी और मोटरों के बीच कुछ नहीं है: बोर्ड बस हेडर, तीन कैपेसिटर और ताँबा है।
उपाय: प्लग निकालें, U1 को पिन 1 ऊपर बाएँ रखकर लगाएँ, और सोल्डर करें।

बेंच से मिलिए

बेंच को पावर दें, फिर ड्राइव कमांड भेजें

Nano का पिन 5 V पर लगभग 20 mA देता है। TT गियर मोटर को 6 से 7 V पर सिर्फ़ घूमने के लिए 150 mA और शुरू होते या स्टॉल होते समय लगभग एक एम्पियर चाहिए। TB6612FNG बीच में बैठता है: दो H-ब्रिज, हर एक में चार स्विच जो मोटर को एक ओर, दूसरी ओर जोड़ते हैं, या ब्रेक लगाने के लिए उसकी लीड आपस में शॉर्ट कर देते हैं। IN1 और IN2 दिशा चुनते हैं और PWM ब्रिज को सेकंड में लगभग हज़ार बार चालू-बंद करके गति तय करता है (पिन 5 और 6 पर 977 Hz)। मोटर की पावर (VM, 2.5 से 13.5 V, यहाँ 2S LiPo) और लॉजिक की पावर (VCC, 2.7 से 5.5 V, यहाँ Nano का 5 V) एक साझा ग्राउंड वाली अलग सप्लाई हैं, और STBY को HIGH होना चाहिए वरना पूरी चिप सो जाती है। इसके MOSFET स्विच 1 A पर लगभग 0.5 V और 0.3 A पर सिर्फ़ लगभग 0.15 V खोते हैं, जबकि L298N के बाइपोलर स्विच लगभग 2 V, इसलिए यही ड्राइवर इस्तेमाल करना चाहिए। ब्रेकआउट बनाएँ, उसे पावर दें, फिर ब्रेक और कोस्ट एक के बाद एक आज़माएँ: ब्रेक पहिये को झटके से रोकता है, कोस्ट उसे धीरे-धीरे रुकने देता है।

स्रोत

बेंच पर

चुना गया

तुरंत: बिना अपलोड के उसी पल बदलता है

कोड: आगे 50%

// TB6612FNG: IN1 और IN2 दिशा चुनते हैं, PWM गति तय करता है
const int PWMA = 5, AIN1 = 7, AIN2 = 8;
const int PWMB = 6, BIN1 = 10, BIN2 = 11, STBY = 9;

void drive(int in1, int in2, int pwm) {
  digitalWrite(AIN1, in1); digitalWrite(AIN2, in2); analogWrite(PWMA, pwm);
  digitalWrite(BIN1, in1); digitalWrite(BIN2, in2); analogWrite(PWMB, pwm);
}

void setup() {
  for (int p = 5; p <= 11; p++) pinMode(p, OUTPUT);
  digitalWrite(STBY, HIGH);   // LOW, या बिना जुड़ा, पूरी चिप को सुला देता है
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  drive(HIGH, LOW, 128);      // आगे, आधी गति
  Serial.println("AIN1=H AIN2=L PWMA=128 -> forward, ~3.7 V average");
  delay(3000);
}
// IN1 IN2 PWM -> H L pwm: आगे | L H pwm: पीछे | H H x: शॉर्ट ब्रेक | L L H: कोस्ट

अभ्यास के काम

2 में से 0 काम

कोड लिखें, फिर जाँच चलाएँ। रन एक वर्चुअल घड़ी और पहले से तय दुनिया इस्तेमाल करता है, इसलिए एक ही कोड का नतीजा हमेशा एक जैसा आता है।

पाँच गतियाँ, दोनों ओर

Arduino C++

मोटर A को पाँच PWM कदमों (51, 102, 153, 204, 255) पर आगे चलाएँ, हर एक एक सेकंड, आधे सेकंड का ब्रेक लगाएँ, फिर यही पीछे की ओर करें और फिर ब्रेक लगाएँ। पूरे समय STBY को HIGH रखें।

जाँच

अभी चलाया नहीं गयापूरे 11 s चलता है
अभी चलाया नहीं गयाSTBY (D9), HIGH है
अभी चलाया नहीं गयाआगे: AIN1 (D7), HIGH है
अभी चलाया नहीं गयाआगे: AIN2 (D8), LOW है
अभी चलाया नहीं गयापहला कदम: PWMA 20% पर
अभी चलाया नहीं गयातीसरा कदम: PWMA 60% पर
अभी चलाया नहीं गयापाँचवाँ कदम: PWMA 100% पर
अभी चलाया नहीं गयापीछे: AIN1 (D7), LOW है
अभी चलाया नहीं गयापीछे: AIN2 (D8), HIGH है
अभी चलाया नहीं गयापीछे, पहला कदम: PWMA 20% पर
अभी चलाया नहीं गयापीछे, पाँचवाँ कदम: PWMA 100% पर

संकेत

दिशा AIN1 और AIN2 है, गति analogWrite(PWMA, …) है: दिशा एक बार सेट करें, फिर PWM को कदम-दर-कदम बढ़ाएँ।
i = 1 से 5 के लिए 51 × i पाँचों कदम देता है; हर एक के बाद delay(1000)।
ब्रेक मतलब AIN1 = AIN2 = HIGH। हर बार दोनों पिन लिखें; पुल-डाउन पर कभी भरोसा न करें।

पाँच गतियाँ, दोनों ओर के लिए कोड

ठीक एक चक्कर

Arduino C++

मोटर A की शाफ़्ट पर 20 खाँचों वाली एनकोडर डिस्क हर खाँचे पर D2 पर एक उठता किनारा देती है। किनारों को एक इंटरप्ट में गिनें और ठीक 20 खाँचों, यानी पहिये के एक चक्कर, के बाद मोटर A पर ब्रेक लगाएँ, फिर गिनती एक बार छापें। क्योंकि आप टाइमर पर नहीं बल्कि गिनती पर रुकते हैं, यह एक ही चक्कर घूमता है चाहे बैटरी पूरी भरी हो या लगभग खाली: आपका पहला क्लोज़्ड लूप।

जाँच

अभी चलाया नहीं गयाएनकोडर को एक इंटरप्ट और volatile काउंटर से गिनता है
अभी चलाया नहीं गयामोटर A को PWM 150 पर चलाता है
अभी चलाया नहीं गया19 खाँचों के बाद भी चला रहा है
अभी चलाया नहीं गयाखाँचा 20 के ठीक बाद ब्रेक (AIN2 HIGH) लगाता है
अभी चलाया नहीं गयाब्रेक लगा रहता है
अभी चलाया नहीं गया"one turn: 20 slots" छापता है

संकेत

इंटरप्ट सिर्फ़ गिनता है: tick() में count++, और कुछ नहीं। फ़ैसला loop() में करें।
8-बिट चिप पर count एक 32-बिट long है: इसे noInterrupts() और interrupts() के बीच पढ़ें ताकि पढ़ते-पढ़ते यह बदल न सके।
AIN1 पहले से HIGH है, इसलिए AIN2 को HIGH करने से शॉर्ट ब्रेक मिलता है। एक फ़्लैग इस्तेमाल करें ताकि आप सिर्फ़ एक बार ब्रेक लगाएँ और छापें।

ठीक एक चक्कर के लिए कोड

बनाएँ और खराबी डालें

1निर्माणअगला

खाली PCB तक उतारें

हर पुर्ज़ा उतारें। 20 mm के लाल चौकोर पर सिर्फ़ चार पुर्ज़े और दो हेडर हैं: आप उन्हें उसी क्रम में वापस लगाएँगे जैसे फ़ैक्टरी लगाती।

SMD पुर्ज़ों का पिक-एंड-प्लेस, फिर रीफ़्लो

JP1, पावर और मोटर हेडर लगाएँ

JP2, कंट्रोल हेडर लगाएँ

हेडर के जोड़ सोल्डर करें

Nano को JP2 और VCC से जोड़ें

दोनों मोटरें जोड़ें

LiPo को VM और GND से जोड़ें

बेंच को पावर दें

आगे 50% भेजें

ब्रेक भेजें

कोस्ट भेजें

पीछे भेजें

आगे 100% भेजें

STBY को LOW करें

खराबी डालें: C3 उल्टाखराबी डालें

खराबी डालें: LiPo उल्टी लगीखराबी डालें

खराबी डालें: VM पर 4S पैकखराबी डालें

खराबी डालें: Nano के 5 V पर मोटरेंखराबी डालें

खराबी डालें: कंट्रोल हेडर पर कोल्ड जॉइंटखराबी डालें

U1 छोड़ दें

खुला हुआ दृश्य

बेंच से मिलिए

बेंच को पावर दें, फिर ड्राइव कमांड भेजें

बेंच पर

चुना गया

तुरंत: बिना अपलोड के उसी पल बदलता है

कोड: आगे 50%

// TB6612FNG: IN1 और IN2 दिशा चुनते हैं, PWM गति तय करता है
const int PWMA = 5, AIN1 = 7, AIN2 = 8;
const int PWMB = 6, BIN1 = 10, BIN2 = 11, STBY = 9;

void drive(int in1, int in2, int pwm) {
  digitalWrite(AIN1, in1); digitalWrite(AIN2, in2); analogWrite(PWMA, pwm);
  digitalWrite(BIN1, in1); digitalWrite(BIN2, in2); analogWrite(PWMB, pwm);
}

void setup() {
  for (int p = 5; p <= 11; p++) pinMode(p, OUTPUT);
  digitalWrite(STBY, HIGH);   // LOW, या बिना जुड़ा, पूरी चिप को सुला देता है
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  drive(HIGH, LOW, 128);      // आगे, आधी गति
  Serial.println("AIN1=H AIN2=L PWMA=128 -> forward, ~3.7 V average");
  delay(3000);
}
// IN1 IN2 PWM -> H L pwm: आगे | L H pwm: पीछे | H H x: शॉर्ट ब्रेक | L L H: कोस्ट

ठीक एक चक्कर

Arduino C++

जाँच

अभी चलाया नहीं गयाएनकोडर को एक इंटरप्ट और volatile काउंटर से गिनता है
अभी चलाया नहीं गयामोटर A को PWM 150 पर चलाता है
अभी चलाया नहीं गया19 खाँचों के बाद भी चला रहा है
अभी चलाया नहीं गयाखाँचा 20 के ठीक बाद ब्रेक (AIN2 HIGH) लगाता है
अभी चलाया नहीं गयाब्रेक लगा रहता है
अभी चलाया नहीं गया"one turn: 20 slots" छापता है

संकेत

इंटरप्ट सिर्फ़ गिनता है: tick() में count++, और कुछ नहीं। फ़ैसला loop() में करें।
8-बिट चिप पर count एक 32-बिट long है: इसे noInterrupts() और interrupts() के बीच पढ़ें ताकि पढ़ते-पढ़ते यह बदल न सके।
AIN1 पहले से HIGH है, इसलिए AIN2 को HIGH करने से शॉर्ट ब्रेक मिलता है। एक फ़्लैग इस्तेमाल करें ताकि आप सिर्फ़ एक बार ब्रेक लगाएँ और छापें।

ठीक एक चक्कर के लिए कोड

TB6612FNG ड्राइवर

बेंच

बनाएँ और खराबी डालें

खाली PCB तक उतारें

SMD पुर्ज़ों का पिक-एंड-प्लेस, फिर रीफ़्लो

JP1, पावर और मोटर हेडर लगाएँ

JP2, कंट्रोल हेडर लगाएँ

हेडर के जोड़ सोल्डर करें

Nano को JP2 और VCC से जोड़ें

दोनों मोटरें जोड़ें

LiPo को VM और GND से जोड़ें

बेंच को पावर दें

आगे 50% भेजें

ब्रेक भेजें

कोस्ट भेजें

पीछे भेजें

आगे 100% भेजें

STBY को LOW करें

खराबी डालें: C3 उल्टाखराबी डालें

खराबी डालें: LiPo उल्टी लगीखराबी डालें

खराबी डालें: VM पर 4S पैकखराबी डालें

खराबी डालें: Nano के 5 V पर मोटरेंखराबी डालें

खराबी डालें: कंट्रोल हेडर पर कोल्ड जॉइंटखराबी डालें

U1 छोड़ दें

खुला हुआ दृश्य

जानबूझकर खराबी डालें

C3 उल्टा लगा

LiPo उल्टी जुड़ी

VM पर 16.8 V

Nano के 5 V पर मोटरें

कंट्रोल हेडर पर कोल्ड जॉइंट

STBY LOW या बिना जुड़ा

U1 नहीं लगा

लाइव स्थिति

करंट की खपत

ख़ुद को जाँचें

इसके बाद: हेडर के जोड़ सोल्डर करें

इसके बाद: कोस्ट भेजें

इसके बाद: खराबी डालें: Nano के 5 V पर मोटरें

बेंच के अंत की क्विज़

बेंच से मिलिए

स्रोत

बेंच पर

अभ्यास के काम

पाँच गतियाँ, दोनों ओर

जाँच

ठीक एक चक्कर

जाँच

TB6612FNG ड्राइवर

बेंच

बनाएँ और खराबी डालें

खाली PCB तक उतारें

SMD पुर्ज़ों का पिक-एंड-प्लेस, फिर रीफ़्लो

JP1, पावर और मोटर हेडर लगाएँ

JP2, कंट्रोल हेडर लगाएँ

हेडर के जोड़ सोल्डर करें

Nano को JP2 और VCC से जोड़ें

दोनों मोटरें जोड़ें

LiPo को VM और GND से जोड़ें

बेंच को पावर दें

आगे 50% भेजें

ब्रेक भेजें

कोस्ट भेजें

पीछे भेजें

आगे 100% भेजें

STBY को LOW करें

खराबी डालें: C3 उल्टाखराबी डालें

खराबी डालें: LiPo उल्टी लगीखराबी डालें

खराबी डालें: VM पर 4S पैकखराबी डालें

खराबी डालें: Nano के 5 V पर मोटरेंखराबी डालें

खराबी डालें: कंट्रोल हेडर पर कोल्ड जॉइंटखराबी डालें

U1 छोड़ दें

खुला हुआ दृश्य

जानबूझकर खराबी डालें

C3 उल्टा लगा

LiPo उल्टी जुड़ी

VM पर 16.8 V

Nano के 5 V पर मोटरें

कंट्रोल हेडर पर कोल्ड जॉइंट

STBY LOW या बिना जुड़ा