（基於平衡車之家做的標準版小車）

1.直流電機原理

下面是分析直流電機的物理模型圖。其中，固定部分有磁鐵，這裡稱作主磁極；固定部分還有電刷。轉動部分有環形鐵心和繞在環形鐵心上的繞組。(其中2 個小圓圈是為了方便表示該位置上的導體電勢或電流的方向而設定的)

它的固定部分（定子）上，裝設了一對直流勵磁的靜止的主磁極 N 和 S，在旋轉部分（轉子）上裝設電樞鐵心。在電樞鐵心上放置了兩根導體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端分別連到兩個圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。換向片之間互相絕緣，由換向片構成的整體稱為換向器。換向器固定在轉軸上，換向片與轉軸之間亦互相絕緣。在換向片上放置著一對固定不動的電刷 B1 和 B2，當電樞旋轉時，電樞線圈通過換向片和電刷與外電路接通。

在電刷上施加直流電壓 U,電樞線圈中的電流流向為：N 極下的有效邊中的電流總是一個方向，而 S 極下的有效邊中的電流總是另一個方向。這樣兩個有效邊所受的洛倫茲力的方向一致（可以根據左手法則判定），電樞開始轉動。

具體來說就是，把上圖中的+和-分別接到電池的正極和負極，電機即可轉動；

如果是把上圖中的+和-分別接到電池的負極和正極，則電機會反方向轉動。電機的轉速可以理解為和外接的電壓是正相關的（實際是由電樞電流決定）。

總而言之，如果我們可以調節施加在電機上面的直流電壓大小，即可實現直流電機調速，改變施加電機上面直流電壓的極性，即可實現電機換向。

2.減速器

一般直流電機的轉速都是一分鐘幾千上萬轉的，所以一般需要安裝減速器。減速器是一種相對精密的機械零件，使用它的目的是降低轉速，增加轉矩。減速後的直流電機力矩增大、可控性更強。按照傳動級數不同可分為單級和多級減速器；按照傳動型別可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器。

齒輪減速器體積較小，傳遞扭矩大，但是有一定的回程間隙。

蝸輪蝸桿減速機的主要特點是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，但是一般體積較大，傳動效率不高，精度不高。

行星減速器其優點是結構比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長，額定輸出扭矩可以做的很大，但價格略貴。

以下是一款搭配多級齒輪減速箱的電機。

3.電機實物接線圖解

具體到我們的電機，我們可以看看電機後面的圖解。

上面介紹了一大堆說直流電機只引出兩個線，怎麼這個電機有 6 個線，而且還有兩個大焊點呢？其實，根據上面的圖解也知道，那兩個焊點分別和黃線和棕線是連線在一起的。也就是說只有 6 個線，而 6P 排線中，中間的四根線（紅綠白黑）是編碼器的線，只是用於測速，和直流電機本身沒有聯絡。我們在實現開環控制的時候無需使用。

綜上所述，我們只需控制施加在黃線和棕色線兩端的直流電壓大小和極性即可實現除錯和換向。

4.TB6612FNG 使用說明

要實現上面的除錯和換向功能，我們可以使用微控制器實現的，但是微控制器IO 的帶負載能力較弱，而直流電機是大電流感性負載，所以我們需要功率放大器件，在這裡，我們選擇了 TB6612FNG。

TB6612FNG 是東芝半導體公司生產的一款直流電機驅動器件，它具有大電流MOSFET-H 橋結構，雙通道電路輸出，可同時驅動 2 個電機。也許大家更熟悉 L298N，其實這兩者的使用基本一致的。而且，相比 L298N 的熱耗性和外圍二極體續流電路，它無需外加散熱片，外圍電路簡單，只需外接電源濾波電容就可以直接驅動電機，利於減小系統尺寸。對於PWM訊號輸入頻率範圍，高達100KHz的頻率更足以滿足我們大部分的要求：

以下是TB6612模組測試一個電機的接線圖：

VM直接接電池即可，VCC是內部的邏輯供電，一般給3.3v或者5v都行，模組的3個GND接任意一個就行。STBY置高模組才能正常工作。

完成上面的接線之後，我們可以開始控制電機了，上圖中紅色的部分的5個引腳控制一路電機，藍色部分控制另一路電機，這裡以A路為例。A01和A02分別接電機的+和-。然後同PWA，AIN2，AIN1控制電機。其中PWMA接到微控制器的PWM引腳，一般10KHZ即可，並通過改變佔空比調節電機的速度。小面是真值表：

AIN1接3.3~5v、AIN2接GND，PWA接到3.3~5v。這樣相當於控制電機滿佔空比正轉

反轉相反