Драйвер моторов motor shield l293d

Содержание
  1. Подключение мотор шилд к Ардуино
  2. Motor Shield L293D: схема, характеристики
  3. Характеристики Мотор Шилд L293D
  4. Как подключить Motor Shield к Ардуино
  5. Скетч для Motor Shield L293D Ардуино и моторов
  6. Пояснения к коду:
  7. Скетч для подключение серво и шаговых двигателей
  8. Подключение Motor Shield L293D к плате Arduino и управление электромоторами
  9. Чем эта статья может быть вам полезна
  10. Технические характеристики Motor Shield L293D
  11. Необходимые компоненты для подключения
  12. Схема подключения Motor Shield L293D и Arduino
  13. Готовый программный код для управления Motor Shield L293D
  14. Разбор програмного скетча для управления электромоторами с помощью Motor Shield L293D и Arduino
  15. Драйверы двигателя L298N, L293D и Arduino Motor Shield
  16. Драйвер двигателя в проектах ардуино
  17. Для чего нужен драйвер двигателя?
  18. Микросхема или плата расширения Motor Shield
  19. Принцип действия H-моста
  20. Драйвер двигателя L298N
  21. Распиновка микросхемы L298N:
  22. Драйвер двигателя L293D
  23. Драйвер двигателя на микросхеме HG7881
  24. Характеристики драйвера HG7881:
  25. Распиновка:
  26. Сравнение модулей
  27. Подключение L298N к Arduino

Подключение мотор шилд к Ардуино

L293D motor shield Arduino ► рассмотрим подключение к плате Ардуино, команды библиотеки AFMotor для управление от L293D серво и моторами постоянного тока.

Сегодня мы разберем весьма полезное расширение для платы Arduino UNO — Motor Control Shield L293D, рассмотрим схему подключения к данному шилду сервомоторов, шаговых двигателей и моторов постоянного тока. Также вы можете ознакомиться с командами, используемых в библиотеке AFMotor.h, и попробовать различные скетчи для управления шаговыми двигателями и моторами постоянного тока на Ардуино.

Motor Shield L293D: схема, характеристики

Микроконтроллер Ардуино позволяет любому начинающему радиолюбителю изготавливать сложные автоматизированные устройства и проекты. Использование Motor Shield может стать полезным дополнением во в многих проектах на Arduino, так как позволяет подключить сразу 2 сервопривода, 2 шаговых двигателя и до 4 двигателей постоянного тока (с реверсом направления вращения ротора).

Схема и подключение Motor Control Shield for Arduino

Характеристики Мотор Шилд L293D

— для работы нужна библиотека AFMotor.h (скачать библиотеку);
— возможность подключения 2-х сервоприводов на 5 Вольт;
— возможность подключения 2-х шаговых двигателей от 6 до 12 Вольт;
— подключение до 4-х моторов с возможностью реверса направления вращения;
— контакты для подключения внешнего питания для двигателей;
— Motor Shield for Arduino совместим с платами Uno и Mega.

При подключении серводвигателей и моторов к Ардуино используются различные порты, к которым нельзя подключать другую периферию. Так, для серво используются цифровые порты 9 и 10, для шаговых двигателей и моторов используются порты с 3 по 8 и 12. Если вы желаете еще что-то подключить, то используйте 0 и 1 порт, 2 и 13, а также аналоговые входы (порты A0-A5 можно использовать как цифровые выходы).

Как подключить Motor Shield к Ардуино

Для этого занятия нам потребуется:

  • плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
  • Motor Shield L293D;
  • сервомотор;
  • двигатели постоянного тока;
  • шаговый двигатель;
  • провода «папа-мама», «папа-папа».

К Ардуино шилд подключается очень просто — он устанавливается на плату UNO прямо сверху. Обратите внимание, что без подключения внешнего источника питания к Motor Shield, логика и двигатели будут работать от 5 Вольт, что не всегда бывает достаточно. Поэтому скорость вращения моторов постоянного тока при подключении платы Ардуино от компьютера и блока питания будет значительно отличаться.

Мотор Шилд Ардуино схема подключения

Обратите внимание, что даже если вы задали одинаковую скорость вращения в скетче, моторы в реальности могут вращаться с разной скоростью — на это оказывает влияние скорость самого двигателя, качество изготовления редуктора и колес. После подключения двигателей, как на схеме выше, загрузите следующий скетч (скачать библиотеку AFMotor и скетч можно здесь) для тестирования работы шилда:

Скетч для Motor Shield L293D Ардуино и моторов

Пояснения к коду:

  1. Для каждого мотора следует присваивать свое имя AF_DCMotor motor1(1) ;
  2. Максимальная скорость вращения motor1.setSpeed(255) равна 255;
  3. Без команды motor1.run(RELEASE) мотор продолжит вращаться.

Скетч для подключение серво и шаговых двигателей

Для управления сервоприводами используется стандартная библиотека Servo.h, сами сервоприводы подключаются к цифровым выходам 9 и 10 через штырьки на краю платы. К шилду можно подключить только два сервопривода и два шаговых двигателя. Первый шаговый двигатель подключается к клеммам M1 и M2, а второй к клеммам M3 и M4. Схема подключения двигателей к Motor Shield L293D изображена далее.

Подключение шаговых двигателей к Motor Shield L293D

После подключения Stepper Motor к шилду загрузите в плату следующий скетч:

Источник

Подключение Motor Shield L293D к плате Arduino и управление электромоторами

Доброго времени суток, читатели нашего сайта. Сегодня мы с вами познакомимся с очень интересным и полезным устройством, которое называется Motor Shield L293D. С помощью этого чуда вы сможете управлять электродвигателями, сервоприводами, а в перспективе сделать свой крутой проект. На мой взгляд, это один из самых нужных шилдов, которые существуют на сегодняшний день. Чтобы практически познакомиться с ним, мы будем использовать электродвигатель, а если точнее, будем управлять скоростью и направлением его движения. Ну что ж, перейдем, непосредственно, от слов к делу.

Читайте также:  Мотор вентилятора фольксваген поло

Чем эта статья может быть вам полезна

Целью статьи является научиться практически, связывая Motor Shield L293D и Arduino, научиться управлять электромоторами. В этой статье вы познакомитесь с базовыми знаниями, которые будут необходимы для создания более серьезного проекта. Также мы узнаем из каких элементов состоит Motor Shield L293D и его технические характеристики.

Технические характеристики Motor Shield L293D

Motor Shield L293D имеет следующие характеристики :

  • Максимальный продолжительный ток в каждом канале: 0,6 А;
  • Допустимый ток нагрузки 600мА на канал, пиковый ток — 1.2A
  • Питание моторов от 4.5 В до 36 В
  • 4-х канальное управление
  • Присутствует защита от перегрева
  • Присутствует контакт для дополнительного питания платы

Разберемся же, из чего состоит этот motor shield. На фотографии ниже вы можете найти цифры, на которые мы будем опираться.

1 . Под цифрой «1» на плате находятся микросхемы, обеспечивающие работу шилда. Две крайние микросхемы называются L293D, они позволяют управлять слаботочными двигателями с током потребления до 600 мА на канал. По центру же находится микросхема, которая уменьшает количество управляющих выводов.

2 . Под вторым номером находятся выводы, отвечающие за подключение сервоприводов. На плате обозначены контакты питания, так что подключить сервопривод не составит труда.

3 . Под цифрой 3 обозначены клемма, к которым нужно подключать электродвигатели. Имеются 4 клемма под названиями: M1, M2, M3, M4. Следовательно, подключить к плате возможно только 4 электромотора.

4 . Здесь размещены клемма, через которые вы можете запитать ваш шилд, ведь для работы моторов необходимо большее напряжение, чем напряжение от Arduino. Хотелось бы отметить важный момент, чтобы запитывать Motor Shield L293D иным источником необходимо снять перемычку, которая находится под цифрой 5

5 . Под цифрой пять находится перемычка, отвечающая за питание шилда.

Также на motor shield L293D находится светодиод, который горит только тогда, когда подсоединенные электромоторы запитанны и могут выполнять свое предназначение. А если светодиод не проявляет признаков жизни, то ваши электромоторы работать не будут, так как источника питания не хватает на работу моторов или его совсем нет.

После того, как мы познакомились с технической информацией устройства, перейдем к практической части.

Необходимые компоненты для подключения

Для подключения нам необходимы следующие компоненты:

Все эти элементы можно приобрести по низкой цене и с высоким качеством в интернет магазине SmartElements.

Для большего удобства вы можете кликнуть мышкой по названию в списке выше, чтобы перейти к покупке товара.

После того, как вы подготовили все необходимые компоненты, можно перейти к подключению. Сначала рассмотрим схему подключения нашего мини-проекта.

Схема подключения Motor Shield L293D и Arduino

Присоединение шилда к Arduino воспроизводится стандартным способом, а именно прямым подключением, сделав «бутерброд». Как это сделать, вы можете увидеть на фотографии ниже.

После подключения Motor Shield L293D к Arduino, нам необходимо присоединить оставшиеся компоненты. Правильное подключение показано на фотографии ниже.

Скорее всего, подключение не вызвало у вас проблем, так как оно очень даже простое. Пришло время перейти к более важной процедуре — к программированию.

Готовый программный код для управления Motor Shield L293D

Для работы датчика на Arduino нужно скачать и установить библиотеку AFMotor .

Скачать библиотеку можно здесь .

После того, как мы скачали нужную библиотеку, ее нужно правильно установить. Скачанные файлы нужно переместить по следующему пути :

Диск C Progtam Files Arduino Libraries

После того, как мы все сделали перейдем к самой важной ступеньке, а именно к программированию.

Мы рассмотрим два программных кода с подключением одного и нескольких электродвигателей к L293D . Рассмотрим два случая для того, чтобы вы увидели тонкости и особенности этого программного кода..

Для начала рассмотрим подключение одного мотора к Motor Shield L293D и Arduino.

Перейдем ко второму коду, для управления уже несколькими электромоторами.

Разбор програмного скетча для управления электромоторами с помощью Motor Shield L293D и Arduino

Схему соединений мы собрали. Скетч вставили и загрузили. У нас все получилось, но мне кажется, что мы что-то забыли. Мы забыли разобраться в том, как же работает наша установка! Рассматривать мы будем участки кода, которые могут вызвать у вас непонимание. Перейдем к изучению написанного кода.

В участке кода, представленном ниже, мы задаем максимальную скорость, для электромоторов. Мы указали максимальное значение скорости равное «255».

В данном участке кода мы командой «motor1. run (FORWARD);» задаем движение электродвигателям вперед, а командой «motor1. setSpeed (255);» указываем, с какой скоростью будут они работать. Если вы захотите установить максимальную скорость, то ее значение должно быть таким, которое указано в строчке «motor1. setSpeed (255);» (в нашем случае значение максимальной скорости равно 255).

Читайте также:  Прибор для измерения оборотов лодочного мотора

Вы можете заметить строчки, в которых указана функция » delay «(Пример такого кода указан ниже). Эта функция отвечает за продолжительность действия того или иного действия. В нашем случае » delay » указывает, какое количество времени двигатель будет бездействовать.

Надеюсь у вас все получилось! Если у вас остались вопросы, можете написать нам в вконтакте или в комментариях ниже. Мы постараемся ответить на ваши вопросы в скором времени!

Источник

Драйверы двигателя L298N, L293D и Arduino Motor Shield

Драйвер двигателя выполняет крайне важную роль в проектах ардуино, использующих двигатели постоянного тока или шаговые двигатели. C помощью микросхемы драйвера или готового шилда motor shield можно создавать мобильных роботов, автономные автомобили на ардуино и другие устройства с механическими модулями. В этой статье мы рассмотрим подключение к ардуино популярных драйверов двигателей на базе микросхем L298N и L293D.

Драйвер двигателя в проектах ардуино

Для чего нужен драйвер двигателя?

Как известно, плата ардуино имеет существенные ограничения по силе тока присоединенной к ней нагрузки. Для платы это 800 mA, а для каждого отдельного вывода – и того меньше, 40mA. Мы не можем подключить напрямую к Arduino Uno, Mega или Nano даже самый маленький двигатель постоянного тока. Любой из этих двигателей в момент запуска или остановки создаст пиковые броски тока, превышающие этот предел.

Как же тогда подключить двигатель к ардуино? Есть несколько вариантов действий:

Использовать реле. Мы включаем двигатель в отдельную электрическую сеть, никак не связанную с платой Arduino. Реле по команде ардуино замыкает или размыкает контакты, тем самым включает или выключает ток. Соответственно, двигатель включается или выключается. Главным преимуществом этой схемы является ее простота и возможность использовать Главным недостатком данной схемы является то, что мы не можем управлять скоростью и направлением вращения.

Использовать силовой транзистор. В данном случае мы можем управлять током, проходящим через двигатель, а значит, можем управлять скоростью вращения шпинделя. Но для смены направления вращения этот способ не подойдет.

Использовать специальную схему подключения, называемую H-мостом, с помощью которой мы можем изменять направление движения шпинделя двигателя. Сегодня можно без проблем найти как микросхемы, содержащие два или больше H-моста, так и отдельные модули и платы расширения, построенные на этих микросхемах.

В этой статье мы рассмотрим последний, третий вариант, как наиболее гибкий и удобный для создания первых роботов на ардуино.

Микросхема или плата расширения Motor Shield

Motor Shield – плата расширения для Ардуино, которая обеспечивает работу двигателей постоянного тока и шаговых двигателей. Самыми популярными платами Motor Shield являются схемы на базе чипов L298N и L293D, которые могут управлять несколькими двигателями. На плате установлен комплект сквозных колодок Ардуино Rev3, позволяющие устанавливать другие платы расширения. Также на плате имеется возможность выбора источника напряжения – Motor Shield может питаться как от Ардуино, так и от внешнего источника. На плате имеется светодиод, который показывает, работает ли устройство. Все это делает использование драйвера очень простым и надежным – не нужно самим изобретать велосипеды и решать уже кем-то решенные проблемы. В этой статье мы будем говорить именно о шилдах.

Принцип действия H-моста

Принцип работы драйвера двигателя основан на принципе работы H-моста. H-мост является электронной схемой, которая состоит из четырех ключей с нагрузкой. Название моста появилось из напоминающей букву H конфигурации схемы.

Схема моста изображена на рисунке. Q1…Q4 0 полевые, биполярные или IGBT транзисторы. Последние используются в высоковольтных сетях. Биполярные транзисторы практически не используются, они могут присутствовать в маломощных схемах. Для больших токов берут полевые транзисторы с изолированным затвором. Ключи не должны быть замкнуты вместе одновременно, чтобы не произошло короткого замыкания источника. Диоды D1…D4 ограничительные, обычно используются диоды Шоттки.

С помощью изменения состояния ключей на H-мосте можно регулировать направление движения и тормозить моторы. В таблице приведены основные состояния и соответствующие им комбинации на пинах.

Q1 Q2 Q3 Q4 Состояние
1 1 Поворот мотора вправо
1 1 Поворот мотора влево
Свободное вращение
1 1 Торможение
1 1 Торможение
1 1 Короткое замыкание
1 1 Короткое замыкание

Драйвер двигателя L298N

Модуль используется для управления шаговыми двигателями с напряжением от 5 до 35 В. При помощи одной платы L298N можно управлять сразу двумя двигателями. Наибольшая нагрузка, которую обеспечивает микросхема, достигает 2 А на каждый двигатель. Если подключить двигатели параллельно, это значение можно увеличить до 4 А.

Читайте также:  Расходомер воздуха 102 мотор

Плата выглядит следующим образом:

Распиновка микросхемы L298N:

  • Vcc – используется для подключения внешнего питания;
  • 5В;
  • Земля GND;
  • IN1, IN2, IN3, IN4 – используется для плавного управления скоростью вращения мотора;
  • OUT1, OUT2 – используется для выхода с первого двигателя;
  • OUT3, OUT4 – используется для выхода со второго двигателя;
  • S1 – переключает питание схемы: от внешнего источника или от внутреннего преобразователя;
  • ENABLE A, B – требуются для раздельного управления каналами. Используются в двух режимах – активный, при котором каналами управляет микроконтроллер и имеется возможность изменения скорости вращения, и пассивный, в котором невозможно управлять скоростью двигателей (установлено максимальное значение).

При подключении двух двигателей, нужно проверить, чтобы у них была одинаковая полярность. Если полярность разная, то при задании направления движения они будут вращаться в противоположные стороны.

Драйвер двигателя L293D

L293D – является самой простой микросхемой для работы с двигателями. L293D обладает двумя H-моста, которые позволяют управлять двумя двигателями. Рабочее напряжение микросхемы – 36 В, рабочий ток достигает 600 мА. На двигатель L293D может подавать максимальный ток в 1,2 А.

В схеме имеется 16 выходов. Распиновка:

  • +V – питание на 5 В;
  • +Vmotor – напряжение питания для мотором до 36 В;
  • 0V – земля;
  • En1, En2 –включают и выключают H-мосты;
  • In1, In2 – управляют первым H-мостом;
  • Out1, Out2 – подключение первого H-моста;
  • In3, In4 – управляют вторым H-мостом;
  • Out3, Out4 – подключение второго H-моста.

Для подключения к микроконтроллеру Arduino Uno нужно соединить выходы In1 на L293D и 7 пин на Ардуино, In2 – 8, In3 – 2, In4 – 3, En1 – 6, En2 – 5, V – 5V, Vmotor – 5 V, 0V – GND. Пример подключения одного двигателя к Ардуино показан на рисунке.

Драйвер двигателя на микросхеме HG7881

HG7881 – двухканальный драйвер, к которому можно подключить 2 двигателя или четырехпроводной двухфазный шаговый двигатель. Устройство часто используется из-за своей невысокой стоимости. Драйвер используется только для изменения направления вращения, менять скорость он не может.

Плата содержит 2 схемы L9110S, работающие как H-мост.

Характеристики драйвера HG7881:

  • 4-контактное подключение;
  • Питание для двигателей от 2,5 В до 12 В;
  • Потребляемый ток менее 800 мА;
  • Малые габариты, небольшой вес.

Распиновка:

  • GND – земля;
  • Vcc – напряжение питания 2,5В – 12В;
  • A-IA – вход A(IA) для двигателя A;
  • A-IB – вход B (IB) для двигателя A;
  • B-IA – вход A(IA) для двигателя B;
  • B-IB – вход B (IB) для двигателя B.

В зависимости от поданного сигнала на выходах IA и IB будет разное состояние для двигателей. Возможные варианты для одного из моторов приведены в таблице.

IA IB Состояние мотора
Остановка
1 Двигается вперед
1 Двигается назад
1 1 Отключение

Подключение одного двигателя к Ардуино изображено на рисунке.

Сравнение модулей

Модуль L293D подает максимальный ток в 1,2А, в то время как на L298N можно добиться максимального тока в 4 А. Также L293D обладает меньшим КПД и быстро греется во время работы. При этом L293D является самой распространенной платой и стоит недорого. Плата HG7881 отличается от L293D и L298N тем, что с ее помощью можно управлять только направлением вращения, скорость менять она не может. HG7881 – самый дешевый и самый малогабаритный модуль.

Подключение L298N к Arduino

Как уже упоминалось, в первую очередь нужно проверить полярность подключенных двигателей. Двигатели, вращающиеся в различных направлениях, неудобно программировать.

Нужно присоединить источник питания. + подключается к пину 4 на плате L298N, минус (GND) – к 5 пину. Затем нужно соединить выходы с L298N и пины на Ардуино, причем некоторые из них должны поддерживать ШИМ-модуляцию. На плате Ардуино они обозначены

. Выходы с L298N IN1, IN2, IN3 и IN4 подключить к D7, D6, D5 и D4 на Ардуино соответственно. Подключение всех остальных контактов представлено на схеме.

Направление вращения задается с помощью сигналов HIGH и LOW на каждый канал. Двигатели начнут вращаться, только когда на 7 пине для первого мотора и на 12 пине для второго на L298N будет сигнал HIGH. Подача LOW останавливает вращение. Чтобы управлять скоростью, используются ШИМ-сигналы.

Для управления шаговым двигателем в Arduino IDE существует стандартная библиотека Stepper library. Чтобы проверить работоспособность собранной схемы, можно загрузить тестовый пример stepper_oneRevolution. При правильной сборке вал двигателя начнет вращаться.

При работе с моторами Ардуино может периодически перезагружаться. Это возникает из-за того, что двигателям требуются большие токи при старте и в момент торможения. Для решения этой проблемы в плату встроены конденсаторы, диоды и другие схемы. Также для этих целей на шидле имеется раздельное питание.

Источник

Поделиться с друзьями