【ESP8266与ESP12E 电机拓展板握手】

1. 前言

ESP12E Motor Shield 是一块扩展板，允许 Amica ESP8266 NodeMCU (V2) 驱动两个直流电机或一个步进电机。我们已经了解了如何使用 H 桥驱动直流电机，这在使用简单 IC 时可能需要大量接线。对于嵌入式应用程序，如 Willy 机器人，您必须并行驱动多个电机。有用于此目的的护罩，可以简化组装。

ESP12E Motor Shield 是兼容 ESP12E Dev Kit 和 NodeMCU 的一款大电流电机驱动模块。模块采用叠插式线路板设计，可以直接接入 ESP12E Dev Kit 或者NodeMCU Lua 模块。
模块采用意法半导体公司生产的优秀大功率电机专用驱动全桥芯片 L293DD，可直接驱动 2 路直流电机或者 1 路步进电机，驱动电流最大可以达到 1.2A。电路图布局合理、贴片封装、安装十分方便。
模块使用 ESP12E Dev Kit 的 IO 口作为控制端口，内部配置逻辑芯片完成电机IC 驱动，因此仅仅占用控制板 D1、D2、D3、D4 四个端口，分别作为 PWMA（电机 A 转速）、PWMB（电机 B 转速）、DA（电机 A 方向）、DB（电机 B 方向）功能。
模块同时引出 VIN、3.3V、DIO、AIO、SDIO、UART、SPI、RST、EN 等多个引
脚，可以方便地接入各种传感器（温湿度、蜂鸣器、照明、继电器等）。
模块采用人性化设计方案，使用电源按钮开关，用户可以方便地进行电源开关。

2. 材料

电脑
NodeMCU ESP8266 阿米卡 (V2)
USB 数据线 A 公头/B 公头
遮蔽电机 ESP12E
直流电机 x2 或步进电机 x1

3. 工作原理

ESP12E Motor Shield 使用 L293D 双 H 桥。它允许以 5 至 36V 的标称电压和 600mA 的电流驱动电机的方向和速度，使用外部电压源时高达 1.2A：
此屏蔽允许您使用：

3.1 板载功能

• 最多两个直流电机或一个双极步进电机
• 模拟传感器
• GPIO
• I2C、SPI 和 UART 总线
  

3.2 引脚接口定义图

3.3 产品技术规格

电源输入：
 电机电源（VM）：4.5V～36V，可单独供电；
 控制电源（VIN）：4.5V～9V（10VMAX），可单独供电；
 模块提供短路子（短路 VM 和 VIN），可以方便地使用一路电源（必
须 4.5V～9V）同时完成电机的驱动与控制；
 逻辑工作电流 Iss：≤60mA（Vi=L），≤22mA（Vi=H）；
 驱动部分工作电流 Io：≤1.2A；
 最大耗散功率：4W（T=90℃）
 控制信号输入电平：高电平：2.3V≤VIH≤VIN；低电平：-0.3V≤VIL≤1.5V
 工作温度：-25℃～＋125℃
 驱动形式：双路大功率 H 桥驱动
 ESP12E Dev Kit 控制端口：D1，D3（A 电机）；D2，D4（B 电机）
 模块重量：约 20g

4. 方案

与 NodeMCU ESP8266 Amica 板兼容，扩展板直接放在微控制器上。电机的电源连接到 VM/GND 接线盒，电路板的电源连接到 VIN/GND 接线盒。如果电机的电源与 NodeMCU 的电源相同（<10V 最大值），则可以使用桥连接 VIN 和 VM 引脚。电机连接到接线端子 A+、A-、B+、B-。

• D1、D3（电机 A/步进器 1,2）
• D2、D4（电机 B / 步进电机 3,4）
• 可用输入 A0
• GPIO disponibles sur les broches 0 à 8

在屏蔽的情况下，连接是预定义的。查看组件的技术文档以了解如何使用它。
电机连接详见下图。

4.1 普通马达接线图

注意板载和电机供电时需要跳帽短接VIN和VM

4.2 42步进电机接线图

5. 相关代码

5.1 直流电机的管理代码

要与 ESP12E Motor Shield 交互，我们不使用特定的库。您始终可以创建自己的库来简化代码。

/*
 		Board pin | NodeMCU GPIO | 	Arduino IDE
 					A- 										1 												5 or D1
 					A+ 										3 												0 or D3
 					B- 										2 												4 or D2
 					B+ 										4 												2 or D4
*/
const int pwmMotorA = D1;
const int pwmMotorB = D2;
const int dirMotorA = D3;
const int dirMotorB = D4;
int motorSpeed = 500;
void setup() {
	Serial.begin(115200);
	Serial.println();
	pinMode(pwmMotorA , OUTPUT);
	pinMode(pwmMotorB, OUTPUT);
	pinMode(dirMotorA, OUTPUT);
	pinMode(dirMotorB, OUTPUT);
	Serial.println("Motor SHield 12E Initialized");
	delay(5000);
}
void loop() {
	Serial.println("Activate A");
	digitalWrite(pwmMotorA, motorSpeed);
	digitalWrite(dirMotorA, LOW);
	delay(1500);
	Serial.println("Reverse A");
	digitalWrite(dirMotorA, HIGH);
	delay(1500);
	Serial.println("Stop A");
	digitalWrite(pwmMotorA, 0);
	digitalWrite(dirMotorA, LOW);
	delay(3000);
	Serial.println("Activate B");
	digitalWrite(pwmMotorB, motorSpeed);
	digitalWrite(dirMotorB, LOW);
	delay(1500);
	Serial.println("Reverse B");
	digitalWrite(dirMotorB, HIGH);
	delay(1500);
	Serial.println("Stop B");
	digitalWrite(pwmMotorB, 0);
	digitalWrite(dirMotorB, LOW);
	delay(3000);
}
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5.2 步进电机管理代码

要驱动步进电机，必须以精确的顺​​序激活电机线圈。此序列在 nextStep() 函数中进行了描述。

const int pwmMotorA = D1;
const int pwmMotorB = D2;
const int dirMotorA = D3;
const int dirMotorB = D4;
int delayBtwnStep = 3;
void setup() {
	Serial.begin ( 115200 );
	Serial.println();
	pinMode(pwmMotorA, OUTPUT);
	pinMode(pwmMotorB, OUTPUT);
	pinMode(dirMotorA, OUTPUT);
	pinMode(dirMotorB, OUTPUT);
	Serial.println("Motor SHield 12E Initialized");
}
void loop() {
	stepperRotate(10, 0);
	delay(500);
	stepperRotate(10, 1);
	delay(500);
}
void stepperRotate(int nbStep, int dirStep) {
	for (int i = 0; i <= nbStep; i++) {
			if (dirStep == 0) { 	// sens horaire
					nextStep(i % 4);
			}
			if (dirStep == 1) { 	// sens antihoraire
					nextStep(3 - (i % 4));
			}
			delay(delayBtwnStep);
	}
}
void nextStep(int index) {
	if (index == 0) {
			digitalWrite(pwmMotorA, true);
			digitalWrite(pwmMotorB, false);
			digitalWrite(dirMotorA, true);
			digitalWrite(dirMotorB, false);
	}
	if (index == 1) {
			digitalWrite(pwmMotorA, false);
			digitalWrite(pwmMotorB, true);
			digitalWrite(dirMotorA, true);
			digitalWrite(dirMotorB, false);
	}
	if (index == 2) {
			digitalWrite(pwmMotorA, false);
			digitalWrite(pwmMotorB, true);
			digitalWrite(dirMotorA, false);
			digitalWrite(dirMotorB, true);
	}
	if (index == 3) {
			digitalWrite(pwmMotorA, true);
			digitalWrite(pwmMotorB, false);
			digitalWrite(dirMotorA, false);
			digitalWrite(dirMotorB, true);
	}
}
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6. 应用

通过 WiFi 连接控制像 Willy 这样的两轮机器人

7. 来源

使用 Arduino 编程 NodeMCU ESP8266
L293D模块的数据表