高性能 Arduino 直流电机控制库

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项目简介

本库专为工业运动控制设计，提供 16 种功能，能以最通用的方式控制任意直流电机。只需将 DC_Motor 文件夹复制到 Arduino 库目录 (如 C:\arduino-1.6.7\libraries) 即可使用。

库功能清单

1. 控制电机旋转方向
2. 0-100% 速度控制
3. 软启动：指定时间内从 0% 加速至目标速度
4. 平滑停止：指定时间内从当前速度减速至 0%
5. 点动控制：指定方向短时抖动
6. 直流制动：紧急/即时停止

函数详细说明

基础控制 (无速度控制)

1. DC_Motor(int pin1, int pin2)：声明驱动电机的 Arduino 引脚
2. DC_Motor(int pin1, int pin2, int speed_flag)：声明 PWM 输出引脚并启用速度控制 (speed_flag=1)
3. start_motor(int dir)：指定方向启动 (1=正转, 0=反转)
4. forward()：正转启动
5. reverse()：反转启动
6. dc_break()：瞬间停止电机*
7. stop_motor()：停止电机
8. jogg_full_speed(int dir)：全速点动 5 秒

* 注：需电机内部支持直流制动，且驱动电路需配备动态制动电阻 (DBR) 并做好保护，防止损坏。

带速度控制的高级功能 (需 PWM 引脚并用第 2 种构造函数初始化)

9. set_speed(int speed)：设定速度 0-100%
10. forward_with_set_speed()：以设定速度正转
11. reverse_with_set_speed()：以设定速度反转
12. run_motor(int dir, int speed)：指定方向和速度运行
13. jogg_set_speed(int dir, int speed)：指定速度点动
14. motor_speed_zero()：将速度降至 0 (停止)*
15. soft_start(int dir, int speed, int time_in_sec)：软启动，指定秒数从 0 加速到目标速度
16. smooth_stop(int time_in_sec)：平滑停止，指定秒数从当前速度减速到 0

* 带速度控制时不可用 stop_motor()，因其输出数字信号；应用 motor_speed_zero() 输出最小模拟量使电机停转。

示例程序

1) 全速正反转 (无速度控制)

#include 
DC_Motor motor(8, 12);

void setup() {}
void loop() {
  motor.forward();
  delay(5000);
  motor.stop_motor();
  delay(2000);
  motor.reverse();
  delay(5000);
  motor.stop_motor();
  delay(2000);
}

2) 设定速度正反转 (带速度控制)

#include 
DC_Motor motor2(9, 10, 1); // PWM 引脚 9,10 且启用速度标志

void setup() {}
void loop() {
  motor2.set_speed(40);
  motor2.forward_with_set_speed();
  delay(5000);
  motor2.motor_speed_zero();
  delay(2000);
  motor2.set_speed(80);
  motor2.reverse_with_set_speed();
  delay(5000);
  motor2.motor_speed_zero();
  delay(2000);
}

3) 双电机点动控制

#include 
DC_Motor motor(8, 12);
DC_Motor motor2(9, 10, 1);

void setup() {}
void loop() {
  motor.jogg_full_speed(1);
  motor.jogg_full_speed(0);
  motor2.jogg_set_speed(0, 80);
  motor2.jogg_set_speed(1, 30);
}

4) 软启动与平滑停止

#include 
DC_Motor motor2(9, 10, 1);

void setup() {}
void loop() {
  motor2.soft_start(1, 90, 10); // 正向 10 秒加速至 90%
  delay(3000);
  motor2.smooth_stop(5);        // 5 秒平滑停止
  motor2.soft_start(0, 50, 6);  // 反向 6 秒加速至 50%
  delay(3000);
  motor2.smooth_stop(3);        // 3 秒平滑停止
}

代码

库文件为 C 头文件，仅供下载，无在线预览。

原理图

Arduino UNO 配合 H 桥驱动器控制直流电机