代码收藏家技术教程 2024-01-26

玩转物联网人工智能小车之TT马达基本介绍

马达和电机在英语中是两个词，但在我们汉语中感觉差别不大，大概是电机专指电能转与机械能的相互转换的装置，而马达可能包含其他形式的能量与机械能的转换装置。在本文中马达就是特指将电能转化为机械能的电动机。

日常使用的电动机在作用上通常可以分为两种，一种是以动力输出为主的动力类电动机，一种是以精准控制为主的控制类电动机。动力类的电动机主要以持续输出机械能为主要目的，会通过电压等方式调整其机械能输出的快慢。这次智能小车驱动轮胎转动的电动机就属于这种类型。通常情况下，微型电动机、空心杯电机、震动马达等都属于动力类电动机。精准控制类电机的主要目的是为了精准的执行某个动作，比如用来控制机械臂的电动机。在我们这个智能小车中会用到的舵机也属于精准控制类电动机。常见的精准控制类电动机还有伺服电机和步进电机等。

在我们智能小车制作的过程中，首先接触到的是提供动力输出的TT马达，这种马达被广泛的应用于各种玩具之中。如下图所示。

TT马达本质上是一个减速电机，它由2部分组成，右侧是微型130电动机，左侧是微型减速箱。如下图所示。

减速箱的内部包含了一组齿轮。在实际的使用中，绝大部分的电动机都要和减速箱配合使用，因为一般的电机转速都在每分钟几千转甚至1万转以上，而在实际的使用中并不需要这么快的转速，那么减速箱则可以根据不同的减速比来输出不同的转速，减速箱的另外一个用途就是在降低转速的同时，会增加输出的扭矩，给我们的直观感觉就是使转动的“力量”（扭矩实际是转动的力矩）变大。减速箱的内部如下图所示。

通常情况下，TT马达常见的减速比有1:48、1:120和1:220。意思就是可以将输出转速降低到原始电动机转速的48分之一、120分之一和220分之一。我所采用的是1:48的减速TT马达。

了解了TT马达的基本构造之后，在使用前最关心的就是其电气参数了。因为这种马达通常用在电动玩具中，因此除了外观尺寸形成了一个大概的约定俗成外，并没有统一性能指标。通常情况下的供电电压为3~12伏特，空载电流在100毫安左右，堵转的最大电流可能达到1.5A。而转速则受到供电电压的影响，电压越高、转速也越高。电机本身的输出转速大概在每分钟10000转左右。这些参数都是一个大概的值，不同厂家生产的电动机的参数不尽相同。

另外一个需要注意的地方就是TT马达有单出轴和双出轴之分。单出轴就是只在减速箱的一侧有动力输出轴，而双出轴的两侧都有动力输出轴，两边输出轴的转速是相同的。我所采用的是双出轴TT马达，一侧用来安装轮胎，另一侧将来可以用来安装码盘，这样可以实时的检测出来轮子的转速，这样可以对小车实现更精准的运动控制。下图中左侧的为单出轴马达，右边的是双出轴马达。

在使用之前，还应该初步检测一些电机是否能够正常工作。检测的办法非常的简单，直接给电机连接到5V直流电源就可以了。正负极可以随便连接，不同正负极的连接方式导致的结果是电动机的转动方向不同而已。如果没有5V直流电源，可以拆一个废旧的USB线（通常红色电线为5V正极、黑色电线为5V负极），然后插到手机充电器的USB口就可以取电了。

另外，还要为我们的智能小车准备一个充电电池作为小车运行的电源。为了获得更强劲的动力输出，我们采用的是12V锂电池供电，现在这种电池组很容易买到。样子如下图所示。其内部为3节18650电池。