GraftSense-I2C 总线直流电机驱动模块（MicroPython）
GraftSense-I2C 总线直流电机驱动模块（MicroPython）
GraftSense I2C 总线直流电机驱动模块
目录
简介
本项目是 FreakStudio GraftSense I2C 总线直流电机驱动模块 的 MicroPython 驱动库，基于 PCA9685 芯片与 SS6285L-SO-TP 驱动阵列实现，支持对 4 路直流电机的灵活控制。模块通过 I2C 接口与主控通信，可广泛应用于电子 DIY 电机控制实验、机器人运动演示等场景。
主要功能
- 支持 最多 4 个直流电机独立控制，兼容标准 I2C 通信协议
- 提供 正转、反转 两种方向控制，支持 PWM 调速（占空比 1900~4095）
- 内置 平稳停止 和 快速刹车 两种停止模式，满足不同场景需求
- 通道独立控制，每个电机对应 2 路 PWM 输出，可灵活配置驱动参数
- 支持多模块级联，通过地址选择引脚（A0~A3）配置 I2C 地址，满足多电机协同驱动场景
- 模块集成了 PWM 输出使能按键，方便调试与安全控制
硬件要求
- 主控板：支持 MicroPython 的开发板（如 Raspberry Pi Pico、ESP32 等）
- 驱动模块：GraftSense I2C 总线直流电机驱动模块（基于 PCA9685 + SS6285L-SO-TP）
- 直流电机：普通直流电机（如 TT 马达、减速电机等）
- 供电：5V 外部电源（通过模块 VIN 接口输入，I2C 接口电源与电机电源分离）
- 通信引脚：I2C 总线（SDA、SCL），模块支持双 I2C 通信接口，兼容 Grove 接口标准
文件说明
| 文件名 | 功能描述 |
|---|---|
bus_dc_motor.py |
核心驱动类，封装直流电机控制逻辑，支持调速、转向、停止与刹车功能 |
main.py |
示例程序，演示直流电机初始化、调速、转向及停止流程 |
pca9685.py |
PCA9685 芯片底层驱动，实现 I2C 通信、频率设置、占空比控制等基础功能 |
软件设计核心思想
- 分层封装：将 PCA9685 的底层 PWM 操作与直流电机控制逻辑分离，降低耦合度，提升可维护性。
- 模式抽象：通过方向（正转/反转）和停止模式（平稳停止/快速刹车）的抽象，统一控制接口，屏蔽底层实现差异。
- 安全机制：内置参数合法性检查与异常处理，防止非法操作导致硬件损坏。
- 可扩展性：支持最多 4 个电机独立控制，通过 I2C 地址级联实现多模块扩展。
使用说明
1. 导入模块
2. 初始化 I2C 与 PCA9685
3. 创建直流电机控制器
4. 电机控制
示例程序
以下为 main.py 中的核心演示代码：
import time
from machine import Pin, I2C
from pca9685 import PCA9685
from bus_dc_motor import BusDCMotor
# 初始化I2C
i2c = I2C(id=0, sda=Pin(4), scl=Pin(5), freq=400000)
devices = i2c.scan()
addr = devices[0]
pca9685 = PCA9685(i2c, addr)
# 创建直流电机控制器
motor = BusDCMotor(pca9685, 4)
# 演示电机控制
print("Motor 4 started: Speed = 4000, Direction = 0")
motor.set_motor_speed(4, 4000, 0)
time.sleep(10)
motor.stop_motor(4)
print("Motor 4 stopped successfully")
注意事项
- 供电安全：模块 I2C 接口电源与电机电源分离，电机需通过 VIN 接口接入 5V 外部电源，避免直接从主控板取电导致过载。
- I2C 地址：通过模块上的 A0/A1/A2/A3 引脚配置地址，避免与其他 I2C 设备冲突，支持多模块级联。
- 速度范围：电机速度（占空比）需设置在 1900~4095 之间，以确保 PWM 信号满足电机驱动芯片的输入要求。
- 使能按键：模块上的 PWM 输出使能按键，按下时 PWM 输出失能，松开时使能，可用于紧急停止或调试。
- 版本兼容：本库基于 MicroPython v1.23 开发，低版本可能存在兼容性问题。
联系方式
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📧 邮箱：liqinghsui@freakstudio.cn
💻 GitHub：https://github.com/FreakStudioCN
许可协议
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