Raspi5通过TB6612FNG驱动直流电机

raspi5树莓派

之前入手了最新的树莓派5B，近期准备用它来做一些小项目练练手，这里记录下树莓派5通过TB6612FNG驱动直流电机的过程。

一. TB6612FNG

TB6612FNG 是日本东芝（Toshiba）公司生产的一款高效的 双通道 H 桥电机驱动芯片，非常适合用于控制 两个直流电机 或 一个四线步进电机。相比于传统的 L298N 模块，它拥有更小的体积、更高的效率和更低的发热量。

1.1 芯片特性

参数	数值说明
工作电压范围（VM）	4.5V ~ 13.5V（电机供电）
逻辑电压（VCC）	2.7V ~ 5.5V（控制部分）
输出电流	每通道连续最大 1.2A，峰值可达 3.2A
控制方式	方向控制 + PWM（速度）
输出结构	低导通电阻的 MOSFET（高效率）
控制通道	双通道（A、B），可独立控制两个电机

1.2 引脚说明（以模块为例）

引脚名	说明
VM	电机电源正极（6~12V 推荐），也就是接给电机供电的电源的正极即可
VCC	控制逻辑电源（3.3V 或 5V），也就是接给驱动模块提供控制逻辑的开发板的VCC即可，例如树莓派的vcc
GND	地线（电源和逻辑共地）
PWMA	电机 A 的 PWM 控制（调速）
AIN1/2	控制电机 A 的方向
PWMB	电机 B 的 PWM 控制
BIN1/2	控制电机 B 的方向
STBY	芯片待机控制（HIGH 启用，LOW 禁用）
AO1/2	电机 A 的输出
BO1/2	电机 B 的输出

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1.3 控制逻辑

• 电机 A 控制：

AIN1	AIN2	电机状态
0	0	停止
0	1	正转
1	0	反转

- **AIN1** 和 **AIN2** 控制电机 A 的正反转。
- **PWMA** 控制电机 A 的速度（PWM 信号）。

• 电机 B 控制：

BIN1	BIN2	电机状态
0	0	停止
0	1	正转
1	0	反转

- **BIN1** 和 **BIN2** 控制电机 B 的正反转。
- **PWMB** 控制电机 B 的速度（PWM 信号）。

1.4 待机模式控制

• STBY 引脚接高电平时，模块正常工作。
• STBY 引脚接低电平时，模块进入待机模式，所有电机停止。

确保电源电压在模块的额定范围内。电机的工作电流不应超过模块的额定电流（持续 1.2A，峰值 3.2A）。在连接电机和电源时，注意极性，避免反接。

二. 为什么不能使用树莓派直接驱动电机

2.1 GPIO 输出电压不足

• 树莓派的 GPIO 引脚只能输出 3.3V，最大电流约为 16mA（理论最大50mA）。
• 但直流电机通常需要 6~12V 电压，几百毫安至数安培的电流。
• 所以 GPIO 无法提供足够的功率来驱动电机。

如果拿一个 3.3V GPIO 引脚直接连一个小电机，结果只会看到微微抖动或者根本不转，甚至有烧坏 GPIO 的风险。

2.2 电机启动电流大、干扰大

• 电机启动时电流瞬时很大（启动电流可能是额定的 3 倍以上），GPIO 根本承受不了。
• 电机运行时会产生强烈的电磁干扰，可能造成树莓派重启、GPIO 失控、系统死机等问题。

2.3 控制精度和安全性问题

• 电机需要调速和正反转，这就需要H 桥电路，必须借助外部模块实现。
• 电机反向运行时会产生反电动势，如果没有电机驱动模块中的保护电路，容易烧毁树莓派主板。

树莓派或者arduino的gpio支持在软件层面模拟PWM信号（有的端口可能支持硬件级别的PWM输出）

正确的分工是这样的：

任务	由谁完成
产生 PWM 信号	树莓派 GPIO
控制方向（AIN/BIN）	树莓派 GPIO
驱动大电流电机	TB6612FNG
电源切换、电压保护	TB6612FNG
提供电机电压（VM）	外接供电电源

三. 实际接线

3.1 硬接测试电路联通性

这里我直接将TB6612的PWMA接到了vcc上（模拟高电平）加速。将AIN1接到VCC，AIN2接到接地，模拟1，0真值时候的反转动。将STBY接到vcc，模拟开机。

实际测试电路工作正常：

3.2 接入树莓派GPIO

也就是将STBY，AIN1，AIN2，PWM1交给GPIO进行控制。

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最后编辑时间为: 2025/03/02 23:34