TB6612FNG直流馬達驅動∕控制板（一）：簡介、程式庫與取代L298N模組

本文旨在補充《超圖解Arduino互動設計入門》第十章小型直流馬達控制板單元。TB6612FNG是東芝生產的馬達驅動與控制IC，內部包含兩組H橋式電路，可驅動和控制兩個小型直流馬達，或者一個雙極性步進馬達。跟L298N比較，從外觀看來，TB6612FNG控制板明顯嬌小，而且沒有散熱片，這兩個馬達控制板的主要規格比較如下：

比較TB6612FNG直流馬達驅動板與L298N模組

上表「效率」欄位的說明，請參閱下一篇文章。

用TB6612FNG直流馬達驅動板取代L298N模組

L298晶片也有比較小型的PowerSO20封裝型式（L298P型號），但如果你的微控制板採3.3V供電，例如：Arduino Pro Mini、執行JavaScript的Espruino、ESP8266系列控制板…等等，TB6612FNG模組是比較好的選擇，除非你採用的直流馬達工作電壓大於13V。

底下是一款常見的TB6612FNG直流馬達驅動模組的接腳說明：

TB6612FNG直流馬達驅動模組接腳

上圖是最精簡的TB6612FNG控制板，某些板子配有直流電壓轉換器替馬達驅動IC供電，有的板子具有防止反接馬達電壓的電路，不過，這些TB6612FNG板的連接電路和操控方式都一樣。

和L298N對照，你可以發現TB6612FNG只多了一個STBY（standby，待機，相當於省電）模式接腳，控制馬達的接腳和接線，都跟L298N一樣。下表列舉控制「馬達A」的輸入和輸出關係，1代表高電位，0代表低電位：

TB6612FNG的輸入與輸出關係表

下圖TB6612FNG與Arduino的接線示範是仿照書本「A型馬達控制板」的接線，程式碼也完全一樣（參閱10-34頁或者「L298N馬達控制板接線與控制程式補充」），重點是馬達驅動板的PWMA和PWMB要接在Arduino的PWM腳。

TB6612FNG與Arduino的接線示範

使用TB6612FNG程式庫控制兩個直流馬達

雖然控制TB6612FNG模組的程式不難，但還是有更簡單的方式。TB6612FNG有幾個程式庫可選，本文介紹美國Spark Fun電子材料供應商撰寫的SparkFun_TB6612FNG_Arduino程式庫，因為程式碼很簡單，底下直接採用程式庫附帶的範例來介紹相關指令。

這個程式庫有支援「待機模式」，因此請將TB6612FNG模組的STBY接在任何可用的數位或類比腳，本文把STBY接在數位11腳。

每個馬達都要透過程式庫的Motor()函式建立「馬達物件」，接下來的程式碼就能透過「馬達物件」執行驅動（drive）、前進（forward）、左轉（left）…等功能。底下是程式碼開頭的控制腳位宣告，以及建立兩個馬達物件的程式片段（請注意！底下程式的接線設定以上圖為主，跟原始範例不同）：

TB6612FNG程式庫的初始化程式碼

直流馬達的正轉或反轉，跟擺設和人們的觀察視角有關。以下圖為例，馬達其實都是朝同一方向旋轉，但擺設方式不同，所以轉向也不一樣。

馬達的擺設方式影響轉向

為此，這個程式庫安排了一個“offset”變數（「抵消」之意），透過設定1或-1來決定馬達的初始轉向。

底下是TB6612FNG程式庫的完整範例程式碼，馬達物件的控制方法指令，請參閱下文說明。

#include <SparkFun_TB6612.h>

#define AIN1 8   // 控制輸入A1
#define AIN2 7   // 控制輸入A2
#define BIN1 10  // 控制輸入B1
#define BIN2 9   // 控制輸入B2
#define PWMA 6
#define PWMB 5
#define STBY 11  // 「待機」控制接Arduino的11腳

const int offsetA = 1;  // 正反轉設定A，可能值為1或-1。
const int offsetB = 1;  // 正反轉設定B，可能值為1或-1。

Motor motor1 = Motor(AIN1, AIN2, PWMA, offsetA, STBY);
Motor motor2 = Motor(BIN1, BIN2, PWMB, offsetB, STBY);

void setup() {
 // 這裡沒有程式碼
}

void loop() {
   motor1.drive(255,1000);   // 驅動馬達1全速正轉1秒
   motor1.drive(-255,1000);  // 驅動馬達1全速反轉1秒
   motor1.brake();           // 停止馬達1
   delay(1000);
   
   motor2.drive(255,1000);   // 驅動馬達2全速正轉1秒
   motor2.drive(-255,1000);  // 驅動馬達2全速反轉1秒
   motor2.brake();           // 停止馬達2
   delay(1000);
   
   forward(motor1, motor2, 150);  // 驅動雙馬達半速前進
   delay(1000);				       // 持續1秒
   
   back(motor1, motor2, -150);  // 驅動雙馬達半速前進
   delay(1000);
   
   brake(motor1, motor2);     // 停止兩個馬達
   delay(1000);
   
   left(motor1, motor2, 100);   // 左轉
   delay(1000);
   right(motor1, motor2, 100);  // 右轉
   delay(1000);
   
   brake(motor1, motor2);     // 停止兩個馬達
   delay(1000);   
}

SparkFun_TB6612FNG程式庫馬達物件的方法

底下是這個程式庫馬達物件提供的方法指令：

drive(速度, 持續時間)
驅動一個馬達。「速度」是介於-255~255的整數值，數字越大，轉速越高，負值代表反轉。「持續時間」是選擇性參數，用於指定轉動時間。
standby()
將晶片設定成待機模式。執行任何驅動馬達的指令（drive, forward, back, left和right），將停止待機模式。
forward(馬達物件1, 馬達物件2, 速度)
驅使兩個馬達前進。若執行此指令的結果是「後退」，請修改offset值；速度值介於-255~255整數，若「速度」值為負，馬達也會反轉：若忽略「速度」值，代表採用程式庫預設的DEFAULTSPEED值（255）。
back(馬達物件1, 馬達物件2, 速度)
驅使兩個馬達後退。若執行此指令的結果是「前進」，請修改offset值。
left(馬達物件1, 馬達物件2, 速度)
驅使左、右馬達分別反轉和正轉，達成左轉效果。
right(馬達物件1, 馬達物件2, 速度)
驅使左、右馬達分別正轉和反轉，達成右轉效果。
brake(馬達物件1, 馬達物件2)
煞車。將兩個輸入都設成高電位來停止馬達。

9 thoughts on “TB6612FNG直流馬達驅動∕控制板（一）：簡介、程式庫與取代L298N模組”

請問程式可以輸入物件的名子嗎
servo 1_1,1_2,1_3,2_1,2_2~~~,4_3;
void Mod1(char aa,char bb){ //伺服馬達控制角度副程式，可選擇12個中其中兩個
aa.write(115);
bb.write(85);}
void setup(){
}
void loop(){
Mod1(1_2,1_3)
}

回覆

cubie表示:

2018/05/278:29 下午

你可以用陣列或struct來存放多個伺服馬達物件，像這樣：

Servo servos[12];

再透過索引編號個別操控。

thanks,
jeffrey

老師您好
我看了您的書後依樣畫葫蘆組裝一台車並寫了一個測試程式
但不知為何馬達就是不轉，百思不得其解
希望老師閒暇時能幫我看看問題出在哪
接線圖片:
https://drive.google.com/file/d/1A6VLhAWpFvZnh1p4W3WhD9CnkhCw5et8/view?usp=sharing

boolean run = false;

const byte IN1 = 10;
const byte IN2 = 9;
const byte ENA = 5;

const byte IN3 = 8;
const byte IN4 = 7;
const byte ENB = 6;

byte POWER = 100;

void forward() {
digitalWrite(IN1, HIGH);
digitalWrite(IN2, LOW);
digitalWrite(IN3, HIGH);
digitalWrite(IN4, LOW);
}

void backward() {
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, HIGH);
digitalWrite(IN3, LOW);
digitalWrite(IN4, HIGH);
}

void turnLeft() {
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, HIGH);
digitalWrite(IN3, HIGH);
digitalWrite(IN4, LOW);
}

void turnRight() {
digitalWrite(IN1, HIGH);
digitalWrite(IN2, LOW);
digitalWrite(IN3, LOW);
digitalWrite(IN4, HIGH);
}

void setup() {
pinMode(IN1, OUTPUT);
pinMode(IN2, OUTPUT);
pinMode(ENA, OUTPUT);
pinMode(IN3, OUTPUT);
pinMode(IN4, OUTPUT);
pinMode(ENB, OUTPUT);
}

void loop(){
forward();
run = true;
delay(1000);

backward();
run = true;
delay(1000);

turnLeft();
run = true;
delay(1000);

turnRight();
run = true;
delay(1000);
run = false;

if (run) {

analogWrite(ENA, POWER);
analogWrite(ENB, POWER);
} else {

analogWrite(ENA, 0);
analogWrite(ENB, 0);
}

}

回覆

cubie表示:

2019/08/279:44 下午

問題應該是出在loop()，程式執行到底下這一行，馬達的才會通電：

analogWrite(ENA, POWER);

建議先採用動手做10-6的程式測試。

thanks,
jeffrey

老師請問為何我照上方教學
之後跑範例程式時
motor函式卻一直無法使用

回覆

cubie表示:

2019/09/262:07 上午

moto函式無法使用…請問你有安裝程式庫嗎？

thanks,
jeffrey

要怎麼安裝程式庫呢???
我上網查都沒找到

回覆

cubie表示:

2021/12/059:29 下午

這一篇貼文有介紹：

https://swf.com.tw/?p=897

那個您好，我又有問題了
我用這個指令原本tp6612能操控馬達
但後面卻沒辦法了，有甚麼原因嗎
#include

int trigPin =7; //Trig Pin
int echoPin =6; //Echo Pin
long duration, cm ;
#define AIN1 32 // 控制輸入A1
#define AIN2 34 // 控制輸入A2
#define BIN1 36 // 控制輸入B1
#define BIN2 38 // 控制輸入B2
#define PWMA 5
#define PWMB 4
#define STBY 11 // 「待機」控制接Arduino的11腳
const int offsetA = 1; // 正反轉設定A，可能值為1或-1。
const int offsetB = 1; // 正反轉設定B，可能值為1或-1。

Motor motor1 = Motor(AIN1, AIN2, PWMA, offsetA, STBY);
Motor motor2 = Motor(BIN1, BIN2, PWMB, offsetB, STBY);

void setup() {
Serial.begin (9600); // Serial Port begin
pinMode(trigPin, OUTPUT); // 定義輸入及輸出
pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop()
{
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(5);
digitalWrite(trigPin, HIGH); // 給 Trig 高電位，持續 10微秒
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
pinMode(echoPin, INPUT); // 讀取 echo 的電位
duration = pulseIn(echoPin, HIGH); // 收到高電位時的時間
cm = (duration/2) / 29.1; // 將時間換算成距離 cm 或 inch
Serial.print(“Distance : “);
Serial.print(cm);
Serial.print(“cm”);
Serial.println();
delay(10);
if (cm>5){
forward(motor1, motor2, 200); // 驅動雙馬達半速前進
delay(100);
}
else
{
brake(motor1, motor2); // 停止兩個馬達
delay(100);
back(motor1, motor2, 200); // 驅動雙馬達後退
delay(500);
motor2.drive(255,1000); // 驅動馬達 2 全速正轉 1 秒
brake(motor1, motor2); // 停止兩個馬達
delay(100);
}
}

回覆

發佈留言取消回覆

王柏表示:

2018/05/261:07 上午

請問程式可以輸入物件的名子嗎
servo 1_1,1_2,1_3,2_1,2_2~~~,4_3;
void Mod1(char aa,char bb){ //伺服馬達控制角度副程式，可選擇12個中其中兩個
aa.write(115);
bb.write(85);}
void setup(){
}
void loop(){
Mod1(1_2,1_3)
}

回覆
1. cubie表示:
  
  2018/05/278:29 下午
  
  你可以用陣列或struct來存放多個伺服馬達物件，像這樣：
  
  Servo servos[12];
  
  再透過索引編號個別操控。
  
  thanks,
  jeffrey
BOHAN表示:

2019/08/271:21 下午

老師您好
我看了您的書後依樣畫葫蘆組裝一台車並寫了一個測試程式
但不知為何馬達就是不轉，百思不得其解
希望老師閒暇時能幫我看看問題出在哪
接線圖片:
https://drive.google.com/file/d/1A6VLhAWpFvZnh1p4W3WhD9CnkhCw5et8/view?usp=sharing

boolean run = false;

const byte IN1 = 10;
const byte IN2 = 9;
const byte ENA = 5;

const byte IN3 = 8;
const byte IN4 = 7;
const byte ENB = 6;

byte POWER = 100;

void forward() {
digitalWrite(IN1, HIGH);
digitalWrite(IN2, LOW);
digitalWrite(IN3, HIGH);
digitalWrite(IN4, LOW);
}

void backward() {
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, HIGH);
digitalWrite(IN3, LOW);
digitalWrite(IN4, HIGH);
}

void turnLeft() {
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, HIGH);
digitalWrite(IN3, HIGH);
digitalWrite(IN4, LOW);
}

void turnRight() {
digitalWrite(IN1, HIGH);
digitalWrite(IN2, LOW);
digitalWrite(IN3, LOW);
digitalWrite(IN4, HIGH);
}

void setup() {
pinMode(IN1, OUTPUT);
pinMode(IN2, OUTPUT);
pinMode(ENA, OUTPUT);
pinMode(IN3, OUTPUT);
pinMode(IN4, OUTPUT);
pinMode(ENB, OUTPUT);
}

void loop(){
forward();
run = true;
delay(1000);

backward();
run = true;
delay(1000);

turnLeft();
run = true;
delay(1000);

turnRight();
run = true;
delay(1000);
run = false;

if (run) {

analogWrite(ENA, POWER);
analogWrite(ENB, POWER);
} else {

analogWrite(ENA, 0);
analogWrite(ENB, 0);
}

}

回覆
1. cubie表示:
  
  2019/08/279:44 下午
  
  問題應該是出在loop()，程式執行到底下這一行，馬達的才會通電：
  
  analogWrite(ENA, POWER);
  
  建議先採用動手做10-6的程式測試。
  
  thanks,
  jeffrey
陳柏瑜表示:

2019/09/2511:36 上午

老師請問為何我照上方教學
之後跑範例程式時
motor函式卻一直無法使用

回覆
1. cubie表示:
  
  2019/09/262:07 上午
  
  moto函式無法使用…請問你有安裝程式庫嗎？
  
  thanks,
  jeffrey
Gueliver表示:

2021/12/058:20 下午

要怎麼安裝程式庫呢???
我上網查都沒找到

回覆
1. cubie表示:
  
  2021/12/059:29 下午
  
  這一篇貼文有介紹：
  
  https://swf.com.tw/?p=897
Gueliver表示:

2021/12/156:45 下午

那個您好，我又有問題了
我用這個指令原本tp6612能操控馬達
但後面卻沒辦法了，有甚麼原因嗎
#include

int trigPin =7; //Trig Pin
int echoPin =6; //Echo Pin
long duration, cm ;
#define AIN1 32 // 控制輸入A1
#define AIN2 34 // 控制輸入A2
#define BIN1 36 // 控制輸入B1
#define BIN2 38 // 控制輸入B2
#define PWMA 5
#define PWMB 4
#define STBY 11 // 「待機」控制接Arduino的11腳
const int offsetA = 1; // 正反轉設定A，可能值為1或-1。
const int offsetB = 1; // 正反轉設定B，可能值為1或-1。

Motor motor1 = Motor(AIN1, AIN2, PWMA, offsetA, STBY);
Motor motor2 = Motor(BIN1, BIN2, PWMB, offsetB, STBY);

void setup() {
Serial.begin (9600); // Serial Port begin
pinMode(trigPin, OUTPUT); // 定義輸入及輸出
pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop()
{
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(5);
digitalWrite(trigPin, HIGH); // 給 Trig 高電位，持續 10微秒
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
pinMode(echoPin, INPUT); // 讀取 echo 的電位
duration = pulseIn(echoPin, HIGH); // 收到高電位時的時間
cm = (duration/2) / 29.1; // 將時間換算成距離 cm 或 inch
Serial.print(“Distance : “);
Serial.print(cm);
Serial.print(“cm”);
Serial.println();
delay(10);
if (cm>5){
forward(motor1, motor2, 200); // 驅動雙馬達半速前進
delay(100);
}
else
{
brake(motor1, motor2); // 停止兩個馬達
delay(100);
back(motor1, motor2, 200); // 驅動雙馬達後退
delay(500);
motor2.drive(255,1000); // 驅動馬達 2 全速正轉 1 秒
brake(motor1, motor2); // 停止兩個馬達
delay(100);
}
}

回覆

cubie on ESP32-CAM開發板（一）：簡介與燒錄程式: “那兩個錯誤訊息分別代表「不支援偵測到的相…” 11 月 21, 00:35
yvonne on ESP32-CAM開發板（一）：簡介與燒錄程式: “老師您好打擾了: 我想詢問以下兩行是es…” 11 月 20, 18:53
cubie on 超圖解 Python 物聯網實作入門：使用 ESP8266 與 MicroPython: “你好，請問你有先上傳bigSymbol.…” 11 月 6, 03:45
嵌入新人 on 超圖解 Python 物聯網實作入門：使用 ESP8266 與 MicroPython: “老師您好: 我在執行diy12_5.py…” 11 月 5, 23:19
cubie on HC-05藍牙模組補充說明（五）：透過藍牙上傳Arduino程式碼: “沒試過，如果需要無線更新韌體，可用WiF…” 10 月 31, 21:39
Lin on HC-05藍牙模組補充說明（五）：透過藍牙上傳Arduino程式碼: “esp32也可以嗎” 10 月 30, 19:57
林玟利 on MQTT教學（六）：使用PubSubClient程式庫開發Arduino MQTT應用: “esp32 有 WatchDog功能可…” 10 月 24, 17:53
林玟利 on MQTT教學（六）：使用PubSubClient程式庫開發Arduino MQTT應用: “每隔一段時間(3-5分鐘或更短時間)…” 10 月 24, 17:44

用TB6612FNG直流馬達驅動板取代L298N模組

使用TB6612FNG程式庫控制兩個直流馬達

SparkFun_TB6612FNG程式庫馬達物件的方法

cubie

9 thoughts on “TB6612FNG直流馬達驅動∕控制板（一）：簡介、程式庫與取代L298N模組”

發佈留言 取消回覆

Related Posts

發佈留言取消回覆