Модуль драйвера двигателей L298N и Arduino

Опубликовано 22.04.2014 23:00:00


Модуль драйвера двигателей L298N позволяет управлять двумя моторами постоянного тока, либо шаговым двигателем с потребляемым током до 2 Ампер.

Подключение моторов через модуль драйвера двигателей L298N

 

 

Одной из первых статей на нашем блоге была статья о драйвере двигателей L293D. В данной же статье мы рассмотрим более мощный драйвер двигателей L298N, но уже собранный на платке в виде модуля. 

По функционалу L298N полностью идентична L293D. Мы видим те же управляющие выводы. Чередование разноименных сигналов (высокий логический уровень или низкий) на парах выводов IN1, IN2 и IN3, IN4 задают направление вращения моторов.

Выводы ENABLE A, B (ENA привязан к IN1, IN2. ENB к IN3, IN4) отвечают за раздельное управление каналами. Могут использоваться в двух режимах:

Условно "активном" режиме (рис.а1), когда ими будет управлять контроллер - высокий логический уровень разрешает вращение моторов, низкий запрещает вне зависимости от состояния выводов "IN". Для регулировки скорости моторов, на "EN" выводы подается ШИМ (PWM) сигнал.

Условно "пассивном" режиме (рис.а2), притянув выводы "EN" к высокому уровню (+5V). Для этого на плате, рядом с выводами ENA и ENB находятся штырьки соединенные с +5V. Замыкаем выводы с помощью джамперов . В данном режиме мы не сможем регулировать скорость двигателей, они будут всегда вращаться в полную скорость (за то для управления экономится 2 вывода контроллера). Направление вращения будет задаваться по-прежнему, а вот для остановки в данном варианте, состояние выводов будет уже играть роль. Для остановки нужно будет подавать одноименные сигналы на выоды "IN".

В программных кодах в продолжении статьи все будет прокомментировано.

 

Клеммник подачи питания и работа стабилизатора.


 

Подключение к Arduino

 

Экономичное подключение одного мотора без регулировки скорости вращения

Для этого замыкаем джампер как показано на рисунке, тем самым соединяя вывод EN с +5V

Как уже говорилось ранее, при таком способе мы не можем регулировать скорость вращения, однако для управления одним каналом модуля будет задействованно два цифровых вывода вместо трех. 

 

Заставим моторчик вращаться "вправо" 4 секунды, остановиться на 0.5 секунды, вращаться "влево" 4 секунды, остановка 5 секунд и снова цикл повторяется.

 

 
Пример программного кода
// Тестировалось на Arduino IDE 1.0.5
int IN3 = 5; // Input3 подключен к выводу 5 
int IN4 = 4;

void setup()
{
  pinMode (IN4, OUTPUT);
  pinMode (IN3, OUTPUT);
}
void loop()
{
  // На пару выводов "IN" поданы разноименные сигналы, мотор вращается   
  digitalWrite (IN4, HIGH);
  digitalWrite (IN3, LOW); 
  delay(4000);
  // На пару выводов "IN" поданы одноименные сигналы, мотор не вращается 
  digitalWrite (IN4, LOW); 
  delay(500);
  // На пару выводов "IN" поданы разноименные (и уже противоположные относительно первого случая) сигналы, мотор вращается  
  // относительно первого случая) сигналы, мотор вращается в другую сторону
  digitalWrite (IN3, HIGH);
  delay(4000);
  // Снова на выводах "IN" появились одноименные сигналы, мотор не вращается 
  digitalWrite (IN3, LOW); 
  delay(5000);
  }

 

Подключение одного мотора с регулировкой скорости вращения

В данном примере мы подсоединили ENB к выводу ШИМ (D3). Теперь становится возможно управлять скоростью мотора, изменяя скважность посылаемого ШИМ сигнала.

Значения скважности задаются функцией analogWrite(pin, число), где число изменяется от 0 до 255, прямо пропорционально скважности сигнала. Для наглядности, подобраны четыре значения при которых двигатель стартует с низких оборотов, набирает средние, выходит на максимальные и не вращается.

 

 
Пример программного кода
// Тестировалось на Arduino IDE 1.0.5
int IN3 = 5; // Input3 подключен к выводу 5 
int IN4 = 4;
int ENB = 3;
void setup()
{
 pinMode (ENB, OUTPUT); 
 pinMode (IN3, OUTPUT);
 pinMode (IN4, OUTPUT);
}
void loop()
{
  // На пару выводов "IN" поданы разноименные сигналы, мотор готов к вращаению
  digitalWrite (IN3, HIGH);
  digitalWrite (IN4, LOW);
  // подаем на вывод ENB управляющий ШИМ сигнал 
  analogWrite(ENB,55);
  delay(2000);
  analogWrite(ENB,105);
  delay(2000);
  analogWrite(ENB,255);
  delay(2000);
  // Останавливаем мотор повад на вывод ENB сигнал низкого уровеня. 
  // Состояние выводов "IN" роли не играет.
  analogWrite(ENB,0);
  delay(5000);
}

 

Финальный пример. Подключение двух моторов с регулировкой скорости вращения

L298N модуль, подключение двух моторов и разгон с помощью ШИМ (PWM)

 

В приведенном ниже скетче два мотора будут вращаться в обе стороны с плавным нарастанием скорости.

 

 
Пример программного кода
// Тестировалось на Arduino IDE 1.0.5
int IN1 = 5; // Input1 подключен к выводу 5 
int IN2 = 4;
int IN3 = 3;
int IN4 = 2;
int ENA = 9;
int ENB = 3;
int i;
void setup()
{
  pinMode (EN1, OUTPUT);
  pinMode (IN1, OUTPUT);
  pinMode (IN2, OUTPUT);
  pinMode (EN2, OUTPUT);
  pinMode (IN4, OUTPUT);
  pinMode (IN3, OUTPUT);
}
void loop()
{
  digitalWrite (IN2, HIGH);
  digitalWrite (IN1, LOW); 
  digitalWrite (IN4, HIGH);
  digitalWrite (IN3, LOW); 
  for (i = 50; i <= 180; ++i)
  {
      analogWrite(EN1, i);
      analogWrite(EN2, i);
      delay(30);
  }
  analogWrite (EN1, 0);
  analogWrite (EN2, 0);
  delay(500);
  digitalWrite (IN1, HIGH);
  digitalWrite (IN2, LOW); 
  digitalWrite (IN3, HIGH);
  digitalWrite (IN4, LOW);
  for (i = 50; i <= 180; ++i)
  {
      analogWrite(EN1, i);
      analogWrite(EN2, i);
      delay(30);
  }
  analogWrite (EN1, 0);
  analogWrite (EN2, 0);
  delay(8000);
}

 

Полезная информация

 

Вернемся к разгону двигателей при помощи выводов ENABLE. В статье о подключении L293D я уже упоминал о том, что при старте двигатель в среднем потребляет ток в 2-4 раза больше номинального, а при резком реверсе еще больше. Данный скачок можно снизить или вообще убрать, если разгонять двигатель плавно и дать на разгон какой-то промежуток времени.  

Мы специально взяли слабый по току блок питания (9V, 600 мА), чтобы наглядно показать просадку напряжения. Наблюдайте за светодиодом и вы все увидите сами.

 

P.S. Мы использовали танковую платформу, учитывая что мотор крутит редуктор и гусеницы, то для его запуска требуется приличный ток. При замерах оказалось, что при резком запуске одного мотора, кратковременный скачок тока составил порядка 0.7- 0.9A (при номинальном 0.2A), а при включении сразу двух моторов до 1.8A. При плавном разгоне мы фиксировали редкие скачки тока до 0.3А. Об эффективности плавного разгона судите сами.


 

Статьи в подобной тематике:

•  Перечень статей об управлении моторами



Купить

Купить в России модуль драйвера двигателей L298N


А как же комментарии?