Мотор шилд ардуино подключение

Содержание
  1. Motor Shield
  2. Видеообзор
  3. Подключение и настройка
  4. Примеры работы для Arduino
  5. Управление коллекторными двигателями
  6. Схема устройства
  7. Код программы
  8. Код программы
  9. Управление биполярным шаговым двигателем
  10. Схема устройства
  11. Управление без библиотек
  12. Код программы
  13. Управление через готовую библиотеку
  14. Пример работы в различных режимах
  15. Пример работы для Espruino
  16. Управление коллекторными двигателями
  17. Схема устройства
  18. Код программы
  19. Код программы
  20. Элементы платы
  21. Драйвер двигателей
  22. Питание
  23. Джампер объединения питания
  24. Нагрузка
  25. Светодиодная индикация
  26. Пины управления скоростью вращения двигателей
  27. Пины управления направлением вращения двигателей
  28. Контакты выбора управляющих пинов
  29. Подключение мотор шилд к Ардуино
  30. Motor Shield L293D: схема, характеристики
  31. Характеристики Мотор Шилд L293D
  32. Как подключить Motor Shield к Ардуино
  33. Скетч для Motor Shield L293D Ардуино и моторов
  34. Пояснения к коду:
  35. Скетч для подключение серво и шаговых двигателей
  36. Ведроид-мобиль — робот на Arduino — Часть 2. Подключаем Motor Shield
  37. Подключение Motor Shield к Arduino Mega 2560
  38. Занятость портов Arduino при подключенном Motor Shield
  39. Пример скетча для работы Arduino с Motor Shield реализующий управление четырьмя двигателями и одним сервоприводом
  40. Демонстрация работы

Motor Shield

Хотите подключить мотор к Arduino или Iskra JS?! К сожалению микроконтроллер установленный на управляющих платформах не сможет без посторонней помощи управлять большой нагрузкой. Motor Shield поможет микроконтроллеру управлять коллекторными моторами и шаговыми двигателями.

Motor Shield — это плата расширения, предназначенная для двухканального управления скоростью и направлением вращения коллекторных двигателей постоянного тока, напряжением 5–24 В и максимальным током до двух ампер на канал.

Плата расширения также сможет управлять одним биполярным шаговым двигателем.

Видеообзор

Подключение и настройка

Примеры работы для Arduino

Управление коллекторными двигателями

Подключите два коллекторных мотора к клеммникам M1 и M2 соответственно.

Схема устройства

Код программы

Для начала покрутим каждый мотор в одну, а затем другую сторону.

Код программы

Усложним задачу. Будем плавно увеличивать скорость первого мотора до максимальной скорости, а потом понижать до полного выключения. Аналогично проделываем со вторым мотором.

Управление биполярным шаговым двигателем

Драйвер моторов может на себя также взять управления шаговым двигателем. В качестве примера подключим шаговый двигатель 42STH47-0406A.

Схема устройства

Управление без библиотек

Motor Shield поддерживает три режима управления биполярным шаговым двигателем:

Код программы

Протестируем по очереди три режима управления.

Скорость вращения шагового двигателя очень сильно влияет на развиваемый мотором момент. Убедитесь сами. Запустите этот же пример с разными значениями delayTime .

Обратите внимание, что двигатель в однофазном полношаговом режиме позволяет развить гораздо меньший момент, чем в двухфазном полношаговом режиме.

Управление через готовую библиотеку

Для лёгкого и быстрого управления шаговым двигателем мы написали библиотеку AmperkaStepper. Она скрывает в себе все тонкости работы с мотором и предоставляет удобные методы.

Пример работы в различных режимах

Пример работы для Espruino

Управление коллекторными двигателями

Подключите два коллекторных мотора к клеммникам M1 и M2 соответственно.

Схема устройства

Код программы

Для начала покрутим каждый мотор в одну, а затем другую сторону.

Код программы

Усложним задачу. Будем плавно увеличивать скорость первого мотора до максимальной скорости, а потом понижать до полного выключения. Аналогично проделываем со вторым мотором.

Элементы платы

Драйвер двигателей

Сердце и мускулы платы — микросхема двухканального H-моста L298P.

Термин «H-мост» появился благодаря графическому изображению схемы, напоминающему букву «Н». H-мост состоит из четырёх ключей. В зависимости от текущего состояние переключателей возможно разное состояние мотора.

S1 S2 S3 S4 Результат
1 1 Мотор крутится вправо
1 1 Мотор крутится влево
Свободное вращение мотора
1 1 Мотор тормозит
1 1 Мотор тормозит
1 1 Короткое замыкание источника питания
1 1 Короткое замыкание источника питания

Ключи меняем на транзисторы для регулировки скорости мотора с помощью ШИМ-сигнала.

H-мост с силовыми ключами — основная начинка микросхемы L298P для управления скоростью и направлением двигателей.

Питание

На плате расширения Motor Shield два контура питания.

Если отсутствует хотя бы один из контуров питания — Motor Shield работать не будет.

Силовое питание подключается через клеммник PWR . Диапазон входного напряжения:

При подключении питания соблюдайте полярность. Неправильное подключение может привести к непредсказуемому поведению или выходу из строя платы или источника питания.

Джампер объединения питания

Motor Shield использует два контура питания: силовое и цифровое. По умолчанию для питания всей конструкции необходимо два источника напряжения:

При установки джампера в положение PWR JOIN , происходит объединение контакта Vin управляющей платформы и положительного контакта клеммника PWR . Режим объединённого питания позволяет запитывать управляющую платформу и силовую часть драйвера от одного источника питания.

При объединённом режиме напряжение может быть подано двумя способами:

При работе двигателей по цепи питания может проходить очень большой ток, на который цепь Vin управляющей платформы не рассчитана. Поэтому выбор для питания клеммника PWR предпочтительнее.

В режиме совместного питания управляющей платформы и Motor Shield, используйте входное напряжение в диапазоне 7–12 вольт. Напряжение более 12 вольт убьёт управляющую платформу. Если вы хотите работать с Motor Shield в диапазоне 5–24 вольта, используйте два отдельных источника питания.

Источник питания должен быть способен обеспечить стабильное напряжение при резких скачках нагрузки. Даже кратковременная просадка напряжения может привести к перезагрузке управляющей платформы. В итоге программа начнётся сначала и поведения двигателей будет неадекватным.

При объединённом питании используйте литий-ионные и никель-металлгидридные аккумуляторы. Если вы используете другие источники питания, лучше воспользуйтесь раздельной схемой питания управляющей платформы и Motor Shield.

Нагрузка

Нагрузка разделена на два независимых канала. К каждому каналу можно подключить один коллекторный мотор. Первый канал на плате обозначен шёлком M1 , второй канал — M2 .

Обозначения «+» и «−» показывают воображаемые начало и конец обмотки. Если подключить два коллекторных двигателя, чтобы их одноимённые контакты щёточного узла соответствовали одному и тому же обозначению на плате, то при подаче на Motor Shield одинаковых управляющих импульсов, моторы будут вращаться в одну и ту же сторону.

Светодиодная индикация

Имя светодиода Назначение
PWR Индикация состояния силового питания. Есть питание — светодиод горит, нет питания — не горит.
H1 Индикация состояния направления первого канала M1 . При высоком логическом уровне светится зелёным светом, при низком — красным.
H2 Индикация состояния направления второго канала M2 . При высоком логическом уровне светится зелёным светом, при низком — красным.
E1 Индикация скорости первого канала M1 . Яркость светодиода пропорциональна скорости вращения двигателя.
E2 Индикация скорости второго канала M2 . Яркость светодиода пропорциональна скорости вращения двигателя.

Пины управления скоростью вращения двигателей

Для запуска двигателя на первом или втором канале установите высокий уровень на пинах скорости E1 или E2 соответственно. Для остановки моторов установите на соответствующих пинах низкий уровень.

Управление скоростью происходит при помощи ШИМ, за счёт быстрого включения и выключения нагрузки.

Пины управления направлением вращения двигателей

Пины направления H1 или H2 отвечают за направление вращения двигателей. Смена направления вращения коллекторных двигателей достигается за счёт изменения полярности приложенного к ним напряжения.

Контакты выбора управляющих пинов

По умолчанию Motor Shield для управления скоростью и направлением вращения моторов использует пины управляющей платы:

Назначение Канал 1 Канал 2
Скорость 5 6
Направление 4 7

Если в вашем устройстве эти пины уже заняты, например используются для управления Relay Shield), вы можете использовать другой свободный пин.

Контакты отвечающие за направления — H1 и H2 можно заменять на любые другие. А вот контакты управляющие скоростью моторов — E1 и E2 , можно перебрасывать только на пины с поддержкой ШИМ.

Для переброски пинов снимите джампер напротив занятого пина и припаяйте проводок между луженым отверстием рядом со снятым джампером и луженым отверстием напротив нужного пина. На этой картинке мы перекинули:

Источник

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

Ведроид-мобиль — робот на Arduino — Часть 2. Подключаем Motor Shield

GeekElectronics » Arduino от А до Я » Ведроид-мобиль — робот на Arduino — Часть 2. Подключаем Motor Shield

В этой статье я опишу процесс подключения к Arduino Mega 2560 платы Motor Shield, управление четырьмя электродвигателями и одним сервоприводом MG995.

В предыдущей статье я описал процесс сборки мотоплатформы для будущего Arduino робота и поделился планами на будущее.

Основная задача на сегодня — заставить Ведроид-мобиль двигаться и управлять сервоприводом.

Подключение Motor Shield к Arduino Mega 2560

Не будем тянуть время и приступим. Снимаем верхнюю часть платформы и припаиваем провода ко всем четырём двигателям. Соблюдайте полярность. У меня на всех верхних контактах синий провод, а на нижних — желтый.

Паяйте очень аккуратно, чтобы не испортить клеммы на двигателях. В результате должно получиться что-то подобное.

Сразу закрепим сервопривод MG995 и аккуратно уложим провода внутри мотоплатформы, чтобы они не цеплялись за колеса и нам больше не пришлось снимать её верхнюю часть.

Затем устанавливаем корпус для элементов питания и закрепляем его. У меня пока есть блок на 4 элемента.

Если у вас есть тумблер и ненужный разъем, через который будет осуществляться зарядка аккумуляторов, то установите их сейчас. К сожалению, у меня под рукой их не оказалось.

Сразу выводим все провода через отверстия наверх.

Теперь закрепляем снаружи на верхней части платформы Arduino Mega 2560 и вставляем в нее наш Motor Drive Shield 2x L293D. Устанавливаем верхнюю часть платформы на место и закрепляем её болтами.

Теперь пришло время подключить двигатели к Motor Shield.

Передние двигатели я подключил к клемам M3 и M4. M4 — передний правый двигатель, M3 — передний левый. Arduino при креплении к верхней крышке стала наоборот, поэтому получился такой сдвиг.

M2 — задний правый двигатель. M1 — задний левый, Соблюдайте полярность подключения электродвигателей

Подключаем сервопривод MG995.

Провод питания сервопривода пришлось откусить потому, что встроенный в Arduino стабилизатор напряжения не выдавал достаточный ток для его работы. В результате появился глюк в работе.

Проблему решил путем подключения питающего провода сервопривода напрямую к источнику питания.

Подключаем провода питания к контактам на Motor Shield. На плюсовую клемму также подключаем провод от сервопривода

Прошу вас сразу обратить внимание на перемычку. Если ее убрать, то питание на контроллер Arduino придется подавать отдельно. На рисунке приведена схема, поясняющая электрические соединения шин питания контроллера Arduino и модуля Motor Shield.

Любуемся нашим шедевром.

На этом с аппаратной частью на сегодня мы заканчиваем и переходим к написанию тестового скетча для робота.

Занятость портов Arduino при подключенном Motor Shield

После подключения Motor Shield к Arduino некоторые порты нам больше не доступны для работы, так как их использует Motor Shield.

Более подробно об этом расписано на сайте Arduino Shield List.

Пример скетча для работы Arduino с Motor Shield реализующий управление четырьмя двигателями и одним сервоприводом

Основная задача — разобраться с управлением четырьмя двигателями и вращением одного сервопривода.

Сразу давайте обсудим первоначальный функционал нашего тестового скетча.

Предлагаю реализовать такой алгоритм:

  • Движение вперед в течении 5 секунд с поворотом сервы на угол 90 градусов
  • Поворот вправо в течении 2 секунд с поворотом сервы на угол 180 градусов
  • Движение назад в течении 5 секунд с поворотом сервы на угол 90 градусов
  • Поворот влево в течении 2 секунд с поворотом сервы на угол 0 градусов
  • Остановка двигателей на 3 секунды с поворотом сервы на угол 90 градусов

Задача поставлена — можно приступать.

Для начала нам необходимо установить библиотеку AFMotor.

afmotor.rar (9,2 KiB, 3 089 hits)

Скачайте архив и распакуйте его содержимое в \arduino-1.XX\libraries\

Все пояснения я добавил в комментариях к коду, поэтому построчно разбирать его не буду. Единственное что поясню — это повороты. Так как колеса нашей мотоплатформы не могут поворачиваться, то поворот в стороны реализованы разнонаправленным вращением двигателей, т.е. при повороте вправо переднее правое и заднее правое колесо начинают вращаться назад, а переднее левое и заднее левое вращаются вперед.

//Создаем объекты для двигателей
AF_DCMotor motor1(1); //канал М1 на Motor Shield — задний левый
AF_DCMotor motor2(2); //канал М2 на Motor Shield — задний правый
AF_DCMotor motor3(3); //канал М3 на Motor Shield — передний левый
AF_DCMotor motor4(4); //канал М4 на Motor Shield — передний правый

// Создаем объект для сервопривода
Servo myservo;

void setup() <
// Выбираем пин к которому подключен сервопривод
myservo.attach(9); // или 10, если воткнули в крайний разъём
// Поворачиваем сервопривод в положение 0 градусов при каждом включении
myservo.write(0);
// Пауза 5 секунд
delay(5000);
>

void loop() <
//Устанавливаем скорость 100% (0-255)
motor1.setSpeed(255);
motor2.setSpeed(255);
motor3.setSpeed(255);
motor4.setSpeed(255);

// Задаем направление движение
// FORWARD — вперед
// BACKWARD — назад
// RELEASE — стоп

// Движение вперед в течении 5 секунд с поворотом сервы на угол 90 градусов
motor1.run(FORWARD);
motor2.run(FORWARD);
motor3.run(FORWARD);
motor4.run(FORWARD);
myservo.write(90); // Поворот сервы на угол 90 градусов
delay(5000);

// Поворот вправо в течении 2 секунд с поворотом сервы на угол 180 градусов

motor1.run(FORWARD);
motor2.run(BACKWARD);
motor3.run(FORWARD);
motor4.run(BACKWARD);
myservo.write(180); // Поворот сервы на угол 180 градусов
delay(2000);

// Движение назад в течении 5 секунд с поворотом сервы на угол 90 градусов
motor1.run(BACKWARD);
motor2.run(BACKWARD);
motor3.run(BACKWARD);
motor4.run(BACKWARD);
myservo.write(90); // Поворот сервы на угол 90 градусов
delay(5000);

//Поворот влево в течении 2 секунд с поворотом сервы на угол 0 градусов

motor1.run(BACKWARD);
motor2.run(FORWARD);
motor3.run(BACKWARD);
motor4.run(FORWARD);

myservo.write(0); // Поворот сервы на угол 0 градусов
delay(2000);

// Остановка двигателей на 3 секунды с поворотом сервы на угол 90 градусов
motor1.run(RELEASE);
motor2.run(RELEASE);
motor3.run(RELEASE);
motor4.run(RELEASE);
myservo.write(90); // Поворот сервы на угол 90 градусов
delay(3000);
>

Демонстрация работы

В следующий раз я попробую реализовать управление Ведроид-мобилем по Bluetooth со смартфона на Android.

Источник

Читайте также:  Мотор для смешивания смесей
Поделиться с друзьями