Make M5Stack Servo Module

M5Stack Servo Module を製作しました。　　　　　　　　　　　　2019.08.10

Servo Module は DC Motor 又は Stepper Motor を ドライブします。
Driver tip は DRV8833 (90円) を使用し 費用は 400円です。

調査チップは 左上から L9110, DRV8833, MX1508, DRV8835 の４種類です。

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Drive IC と Module 表：

Name	price	Size mm	Store	Transport	Operation
L9110	83円	29×23	yang-sell584	22 day	X
DRV8833	90円	19×16	shoptongs	15 day	⭕
MX1508	267円	25×21	sweetsale07	16 day	◯
DRV8835	300円	15×10	秋月電子通商	–	◯
L297	80円	25×21	picturesqre-	–
L298N	40円	25×21	Glintdeer	–
DRV8833	59円	19×16	SAMIORE	–

＿ 評価：価格, 輸送期間, サイズ, 工作容易, 動作 調査の結果 DRV8833 を採用。
＿　　　仕様：Output Current=1.5A, Power Supply Voltage Range=2.7 to 10.8V

＿ L9110：基板に組む為のコネクターの取り外しが手間と動作が不安定で非採用。
＿ DRV8833：ebay の shoptongs Store は 2個180円と安く、輸送期間は15日で短い。
＿　　　　　　小型の為、複数個の搭載が可能。その後(2019.11.21)高くなる。
＿ DRV8833国内価格：スイッチサイエンスは 733円で8倍の高価格。購入は非採用。
＿ MX1508 は L298N と同等品の様です。低価格重視の為に非採用。
＿ DRV8835：超小型で組み込み便利。優秀な基板です。低価格重視の為に非採用。
＿　　　　　  入力電源と出力電源は別系統の設計になっています。
＿ 追記：2019.08.27：L297, L298N , DRV8833 調査中
＿ 追記：2020.04.08：MX1508, 1個27円($0.24)。

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部品準備：

No	Nomen	Purchase	Price
1	DRV8833 2 Ch DC Motor Driver	ebay；shoptongs	90円
1	DRV8833 2 Ch DC Motor Driver	Aliexpress； _　Shenzhen BaoXin E _　2024.01.02	247円
2	ピンヘッダー ( male, H=7.7mm )	秋月電子通商：   低オス 2 x 40	90円
3	ピンヘッダー 1×6 (6P)	秋月電子通商：ピンヘッダ	20円
4	M5Stack PROTO Board	tomorrow氏設計製作 基板	100円
5	M2 5mm ナベTapping Screw(4ea)	西川電子部品株式会社	6円
6	ケース：H=8.3mm	自作：材料費 FDM   Low cost PROTO module   of M5STACK Part 2	14円
7	ショットキーバリアダイオード . RSX101VAM-30, 30V1A	秋月電子通商：   RSX101VAM-30	9円
=	====================	================	======
	費用総計 (2019.08.10)	DRV8833：shoptongs	329円
	費用総計 (2019.11.21)	DRV8833：Hong Kong..	293円

追記：DRV8833 最安値：2019.11.21
＿　1個 54円：10pcs $4.81, 533円。Hong Kong feng tai co., LTD
＿　1個 65円：  1pcs $0.60。cuiisw module Store

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配線：
＿　M5Stack 配線例：配線は 10本です。
＿　DRV8833 の 入力(GPIO)電源はVCC、出力 (Motor)電源は ULT(VM) です。
＿　　電源は 共に M-BUS の 3.3Vを使用します。
＿　　ULT – VCC間のショットキーバリアダイオードは VCC から ULT へ供給します。
＿　　　補足：補助バッテリ未接続時に ULT へ電源を供給します。
＿　　外部もしくは補助バッテリーを使用する時は ULT(VM) へ接続します。
＿　DRV8833 の IN 1,2,3,4 に M5Stack の GPIO を接続します。
＿　DRV8833 の OUT 1,2,3,4 に DC Motor を接続します。
＿　メモ : IN, OUT は基板上の名前、IC の名前は AIN, BIN, AOUT,BOUT です。
＿　メモ：MOTORの回転方向：+, – 表示と回転方向は MOTORにより異なります。

M5Stack	3V3	GND	GPIO 5	GPIO 17	GPIO 13	GPIO 0
DRV8833	VCC	GND	IN1	IN2	IN3	IN4
DRV8833	ULT	GND	OUT1	OUT2	OUT3	OUT4
DC Motor	–	–	L Motor –	L Motor +	R Motor +	R Motor –

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＿　各端子と動作表： 1つの Motor の動作を示します。

INx	IN1	IN2	DRV8833 Input
GPIO	5	7	M5Stack M-BUS
Motor	RIGHT –	RIGHT +	DC Motor
1	PWM	0	Foward fast
2	1	PWM	Foward slow
3	0	PWM	Reverse fast
4	PWM	1	Reverse slow

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＿　スケッチの基本：

ledc Channel	1	2	3	4
M-BUS GPIO	5	17	13	0
DRV8833 IN	1	2	3	4
DRV8833 OUT	1	2	3	4
Motor	Right –	Right +	Left  +	Left  –

 

ledWrite ( ch , PWM or Phase );
ledWrite ( 1 , PWM);  // PWM   : Foward slow
ledWrite ( 1 , 1 );   // Phase : Foward slow

＿　基板レイアウトと回路図、配線。

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＿ DRV8833 Module Schematic

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Servo Module Layout：

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＿ Solder side wiring

メモ：
＿　Motorの電源は M5Stack USB 又は 2400mA Battery の 3.3v を使用します。
＿　Motorの電源は 外部バッテリーを使用する事も可能です。
＿　配線面の右上のコネクターは 外部バッテリー接続時の予備のコネクターです。
＿　綺麗なデザインにする為に 接続コネクターは横から出さず 縦に接続します。

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資料：
L9110：L9110 Datasheet
DRV8833：DRV8833 Dual H-Bridge Motor Driver
MX1508：Using the MX1508 Brushed DC Motor Driver , pdf
DRV8835：DRV8835 Dual Low-Voltage H-Bridge IC
H-BRIDGE：どの Module (tip) も H-BRIDGE 接続 ( Motor の正逆転) が可能です。
＿ H-Bridge DC Motor Applications
Adafruit DRV8833 DC/Stepper Motor Driver Breakout Board：
My Tech notes：DRV8833 motor driver module：回路動作と回路図。
Pololu：DRV8833 Dual Motor Driver Carrier：基板と動作の詳細。
HACKADAY.IO：Low level DC motor driver：H-bridge circuit の説明。
コーヒーとチョコレート：ESP32でローバーの基板を作ったお話：ESP32+DRV8833

＿ 追記：2020.04.08：MX1508 の情報。
＿　MX1508 vs L9110S vs TB6612 vs L293 Motordriver board
＿　Arduino のモーター制御を TA7291P から MX1508 に変更
＿　 github : MX1508
＿　MX1508 SPEC

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感想：
今回の記事は DC Motor を低価格で動作させる為の Servo Drive です。
格安で動作する Servo Module を調査 及び 動作試験を実施しました。
Module を使用するとCR部品も装備されている為、便利です。
結果、DRV8833 は 格安で輸送期間も短くリーズナブルです。

次回は DC Motor Module の製作記事を予定です。

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M5Stack , Servo , H-bridge , DRV8833, DRV8835 , MAX1508 , L9110 , L298N ,