Драйвер L298N и Arduino – схема подключения

Микроконтроллер, установленный на плате Arduino, не способен отдавать большой ток через свои пины. Что же делать, если необходимо управлять относительно мощными двигателями, например, для перемещения робота?

В таких случаях вместе с Arduino используют драйвер – силовую часть, управляемую платой и способную коммутировать большой ток. Самый известный такой драйвер для коллекторных двигателей – L298N!

Краткий обзор модуля

Драйвер L298N и Arduino - схема подключения

L298N – драйвер коллекторных двигателей на 2 канала, который может также применяться для управления одним шаговым мотором. Драйвер мостовой, что позволяет использовать его без дополнительных транзисторов отсутствующих плеч. Максимальное напряжение питания моторов – 46 В, ток на канал – 2 А.

Драйвер позволяет просто и понятно управлять скоростью вращения моторов в обоих направлениях с помощью ШИМ (раздельно для каждого мотора).

Модуль на основе L298N не требует внешних компонентов для начала работы. Всё, что нужно – десяток проводов для подключения питания и управляющих сигналов.

Для управления направлением движения используется 4 провода + 2 провода для регулировки скорости.

Схема подключения к Arduino

Для управления направлениями двигателей используется 4 входа – IN1-IN4, кроме них – ещё 2 провода (по 1 на канал) для ШИМ-регулировки скорости. Их можно сразу замкнуть джамперами на +5В для максимальной скорости вращения, сэкономив этим 2 пина контроллера.

Пины IN подключаются к любым пинам Arduino, ENABLE – только к помеченным на плате знаком ~ (ШИМ).

Подключение в Arduino IDE

Существует 4 возможных комбинации на пинах модуля:

IN1 = 1, IN2 = 1 – двигатель стоит на месте;
IN1 = 0, IN2 = 0 – двигатель стоит на месте;
IN1 = 1, IN2 = 0 – двигатель крутится в одну сторону;
IN1 = 0, IN2 = 1 – двигатель крутится в другую сторону.

Скорость вращения регулируется подачей ШИМ на пин Enable.

Обратите внимание – транзисторы имеют относительно быструю скорость переключения, но всё же закрытие затвора выполняется не мгновенно. В некоторых случаях может получиться так, что при реверсе транзистор успеет открыться, но ему комплементарный ещё не закроется и возникнет короткое замыкание.

Чтобы этого избежать, можно прижимать пины к одному напряжению на несколько миллисекунд и только потом выполнять реверс. Если в конкретно Вашем случае хватает этого времени, то лишние задержки можно исключить. Но учтите, что могут появиться сбросы микроконтроллера!

Для примера напишем небольшой скетч, в котором будем разгонять мотор при помощи ШИМ-управления:

#define IN1 5 
#define IN2 4
#define ENA 3
void setup()
{
  pinMode (ENA, OUTPUT); 
  pinMode (IN1, OUTPUT);
  pinMode (IN2, OUTPUT);
}
void loop()
{
  // Задаём направление
  digitalWrite (IN1, HIGH);
  digitalWrite (IN2, LOW);
  // Регулируем разгон ШИМом, обеспечиваем задержками плавный разгон
  analogWrite(ENA,55);
  delay(500);
  analogWrite(ENA,105);
  delay(1000);
  analogWrite(ENA,255);
  delay(1500);
  // Остановка ШИМом 
  // Состояние выводов "IN" роли не играет.
  analogWrite(ENA,0);
  delay(4500);
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

#define IN1 5

#define IN2 4

#define ENA 3

void setup()

{

pinMode (ENA, OUTPUT);

pinMode (IN1, OUTPUT);

pinMode (IN2, OUTPUT);

}

void loop()

{

// Задаём направление

digitalWrite (IN1, HIGH);

digitalWrite (IN2, LOW);

// Регулируем разгон ШИМом, обеспечиваем задержками плавный разгон

analogWrite(ENA,55);

delay(500);

analogWrite(ENA,105);

delay(1000);

analogWrite(ENA,255);

delay(1500);

// Остановка ШИМом

// Состояние выводов "IN" роли не играет.

analogWrite(ENA,0);

delay(4500);

}

Также остановить мотор можно, подав одноимённые сигналы, например так:

digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, LOW);

1 2	digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW);

Или применить торможение реверсом, поменяв сигналы местами. Оно будет крайне эффективным, но может привести к просадке напряжения из-за большого тока.

Желательно использовать источник питания с большим выходным током и повесить параллельно несколько конденсаторов большой ёмкости, если стабильность работы действительно важна.

Теперь вы сможете построить своего робота или что-нибудь ещё моторизированное, используя Arduino! Дерзайте, а Вольтик поможет вам выбрать лучшее для своих проектов!

Товары из статьи в нашем магазине

Вольтик.ру

Вольтик - это слаженная команда амбициозных и заядлых инженеров. Мы создали этот проект с целью вовлечения вас, талантливых и начинающих профессионалов, в увлекательный мир мейкерской микроэлектроники!

3 комментария. Оставить новый

Root

06.01.2019 02:19

Отличная статья. Небольшое дополнение.

>>В некоторых случаях может получиться так, что при реверсе транзистор успеет открыться, но ему комплементарный ещё не закроется и возникнет короткое замыкание.

Лучше всего это смотреть на схеме моста. Из этой схемы видно, что первоначальная озвученная причина в статье не верна.
Предполагаю, что описанная компенсация нужна из-за наличия инертности тока в моторе (мотор по сути катушка индуктивности) и при резком изменении полярности подключенного тока мы заставляем ток, отдаваемый мотором\катушкой работать против ЭДС\питания. Из-за этого очень сильно просаживается питание и может привести к нестабильности\перезагрузке контроллера.

При этом рекомендация по исправлению дана верно:

>>Чтобы этого избежать, можно прижимать пины к одному напряжению на несколько миллисекунд и только потом выполнять реверс.

Открыв оба нижних или оба верхних транзистора одновременно мы, таким образом, замкнем мотор\катушку на саму себя и если дать немного времени (обождать несколько мс.) то побочный ток в результате короткого замыкания исчезнет и просадки не будет.

Ответить