树莓派4B-Python-控制TB6612FNG

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前言

毕业工作后比较无聊，就给自己找了点事情做：做一辆比之前毕设时功能更强大的智能小车。所以呢买了一个车架与12V的电机，因此用到了TB6612FNG模块，现在想想，其实继续用L298N好像也不是不可以，但就怕L298N承受不住3A的峰值电流。

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一、TB6612FNG模块介绍

1. VCC == 2.7V~5.5V
2. VM == 4.5V~15V
3. 电流 == 1.2A恒流 / 3.2A峰值
4. PWMA、PWMB接入GPIO中使用PWM控制
5. AIN1、AIN2、BIN1、BIN2通过“一端高电平一端低电平”来控制电机正反转或停止
   （例如，假设AIN1输入1，AIN2输入0，那么AO1则输出正电压，AO2输出负电压，所以电机1正转）
6. STBY可以理解为TB6612FNG模块的总开关。当STBY置于高电平时，AIN1、AIN2、BIN1、BIN2才可以控制电机正反转；当STBY置于低电平时，电机全部停止。一般将其常置于高电平即可（端口直接接到3.3V上）

TB6612FNG模块与L298N模块类似，都是可用于控制直流电机的速度和方向，但TB6612FNG可流过的恒定电流为1.2A，峰值3.2A，并比大多数的L298N更迷你，虽然需要接入的引脚更多了，共16个。

二、接线图

（上图中最下面的两个GND其实在内部是相连的，但与上面单独的GND是不相连的，外部12V电源接到最下面两个GND中任意一个都可以）

三、代码

代码如下（示例）：

1.使用的一代程序（仅针对本人小车）

import  RPi.GPIO as GPIO
import time

P1_PWMA = 16
P1_AIN1 = 21
P1_AIN2 = 20

P1_PWMB = 26
P1_BIN1 = 13
P1_BIN2 = 19

P1 = [P1_PWMA, P1_AIN1, P1_AIN2,
      P1_PWMB, P1_BIN1, P1_BIN2]

P2_PWMA = 10
P2_AIN1 = 11
P2_AIN2 = 9

P2_PWMB = 12
P2_BIN1 = 5
P2_BIN2 = 6

P2 = [P2_PWMA, P2_AIN1, P2_AIN2,
      P2_PWMB, P2_BIN1, P2_BIN2]
GPIO.setwarnings(False) 
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(P1,GPIO.OUT)
GPIO.setup(P2,GPIO.OUT)

L_Up_Motor= GPIO.PWM(P2_PWMA,10000)
L_Up_Motor.start(0)

L_Down_Motor = GPIO.PWM(P2_PWMB,10000)
L_Down_Motor.start(0)

R_Up_Motor= GPIO.PWM(P1_PWMA,10000)
R_Up_Motor.start(0)

R_Down_Motor = GPIO.PWM(P1_PWMB,10000)
R_Down_Motor.start(0)
 #停止  
def t_stop(t_time):
        GPIO.output(P2_AIN2,0) #AIN2   AIN为左后轮
        GPIO.output(P2_AIN1,0) #AIN1   
        GPIO.output(P2_BIN2,0) #BIN2  BIN为左前轮 
        GPIO.output(P2_BIN1,0) #BIN1
        GPIO.output(P1_AIN2,0) #AIN2   AIN为右前轮
        GPIO.output(P1_AIN1,0) #AIN1
        GPIO.output(P1_BIN2,0) #BIN2  BIN为右后轮 
        GPIO.output(P1_BIN1,0) #BIN1
        
        L_Up_Motor.ChangeDutyCycle(0)
        L_Down_Motor.ChangeDutyCycle(0)
        R_Up_Motor.ChangeDutyCycle(0)
        R_Down_Motor.ChangeDutyCycle(0)
        time.sleep(t_time)
        
#前进
def t_up(speed,t_time):
        GPIO.output(P2_AIN2,0) #AIN2   AIN为左后轮
        GPIO.output(P2_AIN1,1) #AIN1   
        GPIO.output(P2_BIN2,1) #BIN2  BIN为左前轮 
        GPIO.output(P2_BIN1,0) #BIN1
        GPIO.output(P1_AIN2,1) #AIN2   AIN为右前轮
        GPIO.output(P1_AIN1,0) #AIN1
        GPIO.output(P1_BIN2,0) #BIN2  BIN为右后轮 
        GPIO.output(P1_BIN1,1) #BIN1

		L_Up_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        L_Down_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        R_Up_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        R_Down_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        time.sleep(t_time)
        
   #后退
def t_down(speed,t_time):
        GPIO.output(P2_AIN2,1) #AIN2   AIN为左后轮
        GPIO.output(P2_AIN1,0) #AIN1   
        GPIO.output(P2_BIN2,0) #BIN2  BIN为左前轮 
        GPIO.output(P2_BIN1,1) #BIN1
        GPIO.output(P1_AIN2,0) #AIN2   AIN为右前轮
        GPIO.output(P1_AIN1,1) #AIN1
        GPIO.output(P1_BIN2,1) #BIN2  BIN为右后轮 
        GPIO.output(P1_BIN1,0) #BIN1

		L_Up_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        L_Down_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        R_Up_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        R_Down_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        time.sleep(t_time)
#左转
def t_left(speed,t_time):
        GPIO.output(P2_AIN2,0) #AIN2   AIN为左后轮
        GPIO.output(P2_AIN1,0) #AIN1   
        GPIO.output(P2_BIN2,0) #BIN2  BIN为左前轮 
        GPIO.output(P2_BIN1,0) #BIN1
        GPIO.output(P1_AIN2,1) #AIN2   AIN为右前轮
        GPIO.output(P1_AIN1,0) #AIN1
        GPIO.output(P1_BIN2,0) #BIN2  BIN为右后轮 
        GPIO.output(P1_BIN1,1) #BIN1

		L_Up_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        L_Down_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        R_Up_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        R_Down_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        time.sleep(t_time)
#右转
def t_right(speed,t_time):
        GPIO.output(P2_AIN2,0) #AIN2   AIN为左后轮
        GPIO.output(P2_AIN1,1) #AIN1   
        GPIO.output(P2_BIN2,1) #BIN2  BIN为左前轮 
        GPIO.output(P2_BIN1,0) #BIN1
        GPIO.output(P1_AIN2,0) #AIN2   AIN为右前轮
        GPIO.output(P1_AIN1,0) #AIN1
        GPIO.output(P1_BIN2,0) #BIN2  BIN为右后轮 
        GPIO.output(P1_BIN1,0) #BIN1

		L_Up_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        L_Down_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        R_Up_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        R_Down_Motor.ChangeDutyCycle(speed)
        time.sleep(t_time)   
        
try:
    while True:
        t_up(50,3)
        t_down(50,3)
        t_left(50,3)
        t_right(50,3)
        t_stop(3)
except KeyboardInterrupt:
    GPIO.cleanup()

2.使用的二代程序（仅针对本人小车）

import  RPi.GPIO as GPIO
import time

# AIN为右前轮
P1_PWMA, P1_AIN1, P1_AIN2 = 16, 21, 20
# BIN为右后轮
P1_PWMB, P1_BIN1, P1_BIN2 = 26, 13, 19
# AIN为左后轮
P2_PWMA, P2_AIN1, P2_AIN2 = 10, 11, 9
# BIN为左前轮
P2_PWMB, P2_BIN1, P2_BIN2 = 12, 5, 6

P1 = [P1_PWMA, P1_AIN1, P1_AIN2,
      P1_PWMB, P1_BIN1, P1_BIN2]

P2 = [P2_PWMA, P2_AIN1, P2_AIN2,
      P2_PWMB, P2_BIN1, P2_BIN2]

GPIO.setwarnings(False) 
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(P1,GPIO.OUT)
GPIO.setup(P2,GPIO.OUT)

#PWM使用10000Hz的频率效果较好，输入的调速区间为0～100,但调速为5左右时也是可以移动的
L_Up_Motor= GPIO.PWM(P2_PWMA,10000)
L_Up_Motor.start(0)

L_Down_Motor = GPIO.PWM(P2_PWMB,10000)
L_Down_Motor.start(0)

R_Up_Motor= GPIO.PWM(P1_PWMA,10000)
R_Up_Motor.start(0)

R_Down_Motor = GPIO.PWM(P1_PWMB,10000)
R_Down_Motor.start(0)

Diretion = [
    [0,0, 0,0, 0,0, 0,0],
    [0,1, 1,0, 1,0, 0,1],
    [1,0, 0,1, 0,1, 1,0],
    [0,0, 0,0, 1,0, 0,1],
    [1,0, 0,1, 0,0, 0,0]
    ]

def DIRETION(diretion, speed, t_time):
    GPIO.output(P2_AIN2,diretion[0]) #AIN2   AIN为左后轮
    GPIO.output(P2_AIN1,diretion[1]) #AIN1
        
    GPIO.output(P2_BIN2,diretion[2]) #BIN2  BIN为左前轮 
    GPIO.output(P2_BIN1,diretion[3]) #BIN1
        
    GPIO.output(P1_AIN2,diretion[4]) #AIN2   AIN为右前轮
    GPIO.output(P1_AIN1,diretion[5]) #AIN1
        
    GPIO.output(P1_BIN2,diretion[6]) #BIN2  BIN为右后轮 
    GPIO.output(P1_BIN1,diretion[7]) #BIN1
    afga(0,51,t_time,1)
#     time.sleep(8)
    afga(50,-1,t_time,-1)# 用于逐渐减速

def afga(minn, maxx, t_time, sleepp):
    for p in range(minn, maxx, sleepp):
        print(p)
        L_Up_Motor.ChangeDutyCycle(p)
        L_Down_Motor.ChangeDutyCycle(p)
        R_Up_Motor.ChangeDutyCycle(p)
        R_Down_Motor.ChangeDutyCycle(p)
        time.sleep(t_time)
        
try:
    while True:
        cmd = input("按以下键后回车（w，前进;x，后退;s，停止）:")
        
        A = {'t': 0, 'w':1, 's':2, 'a':3,'d':4}
        if cmd in ['w','s','a','d','q','e','t']:
            a = A[cmd]
            DIRETION(Diretion[a],10,0.1) # 这里的10（即控制的速度speed）已经没了作用，已被取代
            afga(50,-1,0.1,-10)
        else: 
            break
        
except KeyboardInterrupt:
    GPIO.cleanup()

except KeyError:
    print('KeyError')

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总结（可跳过的废话）

曾经本人写的代码太太太过于简单，甚至可以说是简陋。虽然也可以实现这些功能，但代码是又臭又长反反复复，现经“高人”指点一二后，代码勉强可以直视了，对伐？

同时记录一下为这应该不会太智障的小车莫名其妙辛苦奋斗的日子，期待着它的诞生，赋其名曰——V4 car。
2021.01.20————今年年前购买各种材料；
2021.02.11————过年期间研究车架组装与各个部位该摆放什么功能配件；
2021.03.01————之后设计电源选型、布线、布局、主控摆放等；
2021.03.15————第一次将驱动程序写好，因思路卡壳没了灵感颓废了差不多一个月，转去研究OpenCV的书籍；
2021.04.15————心血来潮的又重新去研究这“破”车，嘿嘿，把避障的部分功能实现的程序搞出来了，期间用到了OpenMV来实现超声波测距，结果卡在了OpenMV与树莓派4B通信上，再接着试着通信的问题然后一个重启树莓派…这张SD卡装的系统就这么废了，试多少遍也开不了机，一夜之间除了超声波测距的程序其他全没了，连装好的环境、库也没了。这个事件再次告诉我：程序不备份 == 给自己找事做；
2021.04.25————经两天晚上那有待提升的努力，终于又把驱动程序弄出来了，其中的BUG还是有一些的，在优化的方面比较花时间；
2021.05.08————突发奇想想搞一搞最近买的但又总被遗忘的小玩意：温度传感器、人体红外感应模块、OLED 屏幕。于是它们的研究与成果就诞生了；树莓派4B-Python-控制DS18B20（温度传感器）
2021.05.09————树莓派4B-Python-控制HC_SR501（微型人体红外感应模块）
2021.05.09————树莓派4B-Python-使用SSD1306 OLED
2021.05.10————树莓派4B-Python-使用SSD1306 OLED与DS18B20温度传感器-增强版

今后————…

但愿今年能够把它给全部完成…

##2021.5.02 希望以上代码对大家有所帮助！