Подключение DC электромоторов к Raspberry Pi через драйвер L298N
Если вы захотите собрать робота на колёсах, то столкнётесь с необходимостью изучения принципов работы управляющего электромоторами драйвера. Самый простой, недорогой и распространённый драйвер — L298N . Он может управлять скоростью и направлением вращения электромоторов
Управление электромотором подразумевает под собой управление скоростью и направлением его вращения. Это достигается сочетанием двух методов:
- ШИМ (широтно-импульсная модуляция) для управления скоростью вращения
- H-Bridge — для управления направлением вращения
Скорость вращения мотора регулируется через изменение уровня подаваемого на него напряжения.
ШИМ это методика, суть которой состоит в том, что среднее значение напряжение на входе регулируется серией импульсов ВКЛ-ВЫКЛ, т.
е быстрыми включениями и выключениями подачи напряжения питания к двигателю.
Средняя величина напряжения будет пропорциональна коэффициенту заполнения (ширине) импульса — чем больше коэффициент, тем выше напряжение, и наоборот.
Эта картинка иллюстрирует данную зависимость:
Направление вращения регулируется сменой полярности входного напряжения. Стандартным способом реализации такой смены является H-Bridge
В электрической цепи (которая визуально напоминает букву Н) H-Bridge присутствуют 4 ключа с мотором в центре этой цепи.
Полярность входного напряжения на моторе будет зависить от того, какая пара ключей замыкает цепь в настоящий момент. Вот так это выглядит:
Основой этого модуля является чёрный чип с радиатором. L298N является двухканальным драйвером, и следовательно может независимо управлять двумя электромоторами. Поэтому данный драйвер хорошо подходит для использования в двухколёсных роботах, поворот которых осуществляется за счёт разницы в скорости вращения правого и левого колеса.
Питание к L298N подаётся через трёхконтактный (1 контакт Vs — питание, которое будет подаваться через драйвер на моторы; 2 контакт GND — земля; 3 контакт Vss — питание 5V для управляющего драйвером устройства, в качестве которого может выступать микроконтролер или Raspberry Pi) зажимной терминальный разъём (провода вставляются в разъём и зажимаются вращением винта на разъёме).
L298N имеет также встроенный стабилизатор (78M05) напряжения до 5V. Когда установлен джампер, то этот стабилизатор работает и с контакта Vss можно снимать 5V 0.5А для питания управляющего драйвером устройства. Когда джампер снят, то стабилизатор выключен, а значит нам нужно питатьуправляющее драйвером устройство от независимого источника питания.
Использование джампера запрещено, при подаче на 1-ый контакт (Vs) напряжения, превышающего 12В.
Это может привести к выходу из строя стабилизатора78M05 .
Если джампер установлен, то контакт Vss работает как выход . Подавать на него напряжение извне в этом случае запрещено
Падение напряжение на драйвере может достигать 2В, за счёт падения напряжения на транзисторах Н-Моста. Таким образом, при подаче на контакт Vs 12В до электромоторов дойдёт только 10В, а значит они не смогут выйти на максимум своих оборотов (естественно речь идёт о 12-ти вольтовых DC электромоторах). Таким образом напряжение, подаваемое на контакт Vss должно быть на 2V выше напряжения работы электромотора (14В для 12-ти вольтовых моторов, 7В для пятивольтовых соответственно)
Электромоторы подключаются к зажимным контактам по краям платы.
Можно подключать электромоторы, рассчитанные на напряжение 5-35V. Максимальный ток от драйвера к каждому мотору — 2А (если источник питания драйвера умеет отдавать столько тока)
Используя контакты IN1-IN4, можно менять направление вращения электромоторов (различные уровни напряжения на этих контактах приводят к замыканию нужных пар ключей Н-Моста драйвера L298N) — по часовой стрелке или в обратном направлении.
Контакты IN1 IN2 управляют направлением вращение первого электоромотора (А), IN3 IN4 — второго электромотора (В) Направление вращения моторов зависит от того, какой уровень напряжения (высокий или низкий) подаётся на эти контакты.
Возможно 4 варианта:
- Низкий уровень напряжения на обоих контактах — мотор выключен
- Высокий уровень напряжения на обоих контактах — мотор выключен
- In1 высокий уровень, In2 низкий уровень — мотор вращается вперёд
- Ln1 низкий уровень, In 2 высокий уровень — мотор вращается назад
Для управления скоростью вращения моторов используется контакты ENA (мотор А), ENB(мотор В)
Низкий уровень — мотор отключен, высокий уровень — мотор работает на максимальных оборотах, ШИМ — различная скорость вращения в зависимости от коэффициента заполнения импульсов. По умолчанию на этих контактах установлены джамперы, их следует снять, если вы хотите управлять оборотами.
Теперь, когда мы хорошо знакомы с драйвером L298N, можно подключить к нему питание, моторы и Raspberry Pi
Raspberry Pi я запитал через 5V внешний аккумулятор PowerBank.
Поскольку у меня не было аккумулятора на 12V драйвер L298N я запитал от того же внешнего аккумулятора, вставив в него повышающий DC/DC преобразователь
В следующей статье рассмотрим программирование двухколёсного робота с драйвером L298N
Драйвер двигателей L298N
Артикул: —
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Соединительные провода
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Мотор-редуктор или 1 колесо
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Ультразвуковой дальномер
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Резисторы (10 шт)
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Батарейные блоки для 18650
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Светодиоды 5 мм
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Тактовая кнопка 6x6x2 мм, 6x6x5 мм, 6x6x8 мм
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Модуль Bluetooth 3.
0 (Bluetooth HC-06)
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Датчик сенсор линии
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Breadboard Medium
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Сервомотор SG90
Добавить в избранное
L298N позволяет управлять двумя моторами постоянного тока либо шаговым двигателем с потребляемым током до 2 Ампер.
Микросхема: L298N
Питания модуля: 5В
Питания двигателей: 5-35В
Нагрузка: 2A
Рабочая температура:-25C ~ +130 C
Добавить в избранное
ШИМ регулятор DC моторов 3А
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Генератор высокого напряжения 400 тыс вольт
Артикул: L6
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Шаговый мотор с драйвером / 28BYJ-48
Добавить в избранное
Добавить в избранное
DIY набор «Часы с будильником»
Артикул: C11
Добавить в избранное
Добавить в избранное
DIY светодиодная панель управляемая голосом
Добавить в избранное
Добавить в избранное
ШИМ регулятор DC моторов 2А
Артикул: h21
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Клавиатура встраиваемая
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Инфракрасный датчик препятствий E18-D80NK
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Температурный и влажности дисплей встраиваемый
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Термистор B3950 100K для 3D принтера
Добавить в избранное
Добавить в избранное
DIY набор «Металлоиска́тель (металлодетектор)»
Добавить в избранное
Добавить в избранное
Кабель питания Molex 4Pin 1х3
Добавить в избранное
Избранное0Избранное
0Корзина0 c
Знакомство с драйвером двигателя L298N
admin 0 комментариев , Драйвер двигателя, Конфигурация выводов, Схема выводов, Распиновка, Технические характеристики
Привет друзья! С возвращением в ЭлектроДуино. Этот блог основан на Введении в драйвер двигателя L298N | Как это работает. Здесь мы обсудим Введение в L29Модуль драйвера двигателя 8N, обзор аппаратного обеспечения модуля, схема выводов, принцип работы, функции и приложения.
Введение
Модуль L298N представляет собой высоковольтный и сильноточный двойной мостовой модуль драйвера двигателя для управления двигателем постоянного тока и шаговым двигателем. Он может контролировать как скорость, так и направление вращения двух двигателей постоянного тока. Этот модуль состоит из двухканальной ИС драйвера двигателя H-Bridge L298. В этом модуле используются два метода управления скоростью и направлением вращения двигателей постоянного тока. Это PWM — для управления скоростью и H-Bridge — для управления направлением вращения.
Эти модули могут одновременно управлять двумя двигателями постоянного тока или одним шаговым двигателем.
Обзор аппаратного обеспечения драйвера двигателя L298N
Этот модуль драйвера двигателя состоит из двух основных компонентов: микросхемы драйвера двигателя L298 и регулятора 78M05 5 В.
L298N Модуль драйвера двигателя Обзор оборудованияИС драйвера двигателя L298
L298 представляет собой высоковольтную, сильноточную двойную полномостовую ИС драйвера двигателя. Он принимает стандартные логические уровни TTL (логика управления) и управляет индуктивными нагрузками, такими как реле, соленоиды, двигатели постоянного тока и шаговые двигатели. Это 15-контактная микросхема. Согласно L298, его рабочее напряжение составляет от +5 до +46 В, а максимальный ток, проходящий через каждый выход, составляет 3 А. Эта ИС имеет два входа включения, они предназначены для включения или отключения устройства независимо от входных сигналов.
Радиатор черного цвета прикреплен к микросхеме L298 модуля. Радиатор — это пассивный теплообменник, который передает тепло, выделяемое электронным или механическим устройством, текучей среде, часто воздуху или жидкому хладагенту.
78M05 Регулятор 5 В
Модуль имеет встроенный регулятор напряжения 78M05 5V. Этот регулятор напряжения будет выполняться только в том случае, если установлена перемычка 5V Enable. Когда источник питания меньше или равен 12 В, внутренняя схема будет питаться от регулятора напряжения, а контакт 5 В можно использовать в качестве выходного контакта для питания микроконтроллера или другой схемы (датчика).
Перемычку не следует устанавливать, когда напряжение питания превышает 12 В, и необходимо подавать отдельное напряжение 5 В через клемму 5 В для питания внутренней схемы.
L298N Диаграмма модуля модуля двигателя L298N Диаграмма модуля двигателя.
Контакты источника питания
Его входное напряжение составляет от 5 до 35 В. Контакты управления
Штифты управления скоростью
| Вывод ENA используется для управления скоростью двигателя A . Если на этом контакте есть перемычка, то контакт, подключенный к +5 В, и двигатель будет включен, то двигатель А будет вращаться с максимальной скоростью. если убрать перемычку, то нужно подключить этот пин к ШИМ-входу микроконтроллера. | ||
| 2 | ENB | Вывод ENB используется для управления скоростью Motor B . Если на этом контакте есть перемычка, то контакт, подключенный к +5 В, и двигатель будет включен, то двигатель B будет вращаться с максимальной скоростью. если убрать перемычку, то нужно подключить этот пин к ШИМ-входу микроконтроллера. Таким образом, мы можем контролировать скорость двигателя B. Если мы подключим этот контакт к земле, двигатель B будет отключен. |
| Выходные контакты | ||
| 1 | OUT1 и OUT2 | Этот клеммный блок обеспечивает выход для двигателя A . |
| 2 | OUT3 и OUT4 | Эта клеммная колодка обеспечивает выход для Двигатель B . |
Таким образом, мы можем контролировать скорость двигателя А. Если мы подключим этот контакт к земле, двигатель А будет отключен.
Как работает модуль управления двигателем
Этот модуль использует два метода управления скоростью и направлением вращения двигателей постоянного тока. Это H-Bridge — для управления направлением вращения и PWM — для управления скоростью.
H-Bridge Techniques
Модуль привода двигателя L298n использует технологию H-Bridge для управления направлением вращения двигателя постоянного тока. В этом методе H-мост управлял направлением вращения двигателя постоянного тока, изменяя полярность его входного напряжения.
Схема H-моста содержит четыре переключающих элемента, таких как транзисторы (BJT или MOSFET), с двигателем в центре, образующим H-подобную конфигурацию. Вход IN1, IN2, IN3 и IN4 контактов фактически управляют переключает схемы Н-моста внутри микросхемы L298N.
Мы можем изменить направление тока, одновременно активировав два определенных переключателя, таким образом, мы можем изменить направление вращения двигателя.
Случай 1
Когда все переключатели S1, S2, S3 и S4 разомкнуты, ток на клеммы двигателя не поступает. Итак, в этом состоянии двигатель остановлен (не работает).
Случай 2
Когда переключатели S1 и S4 замкнуты, на левую клемму двигателя подается положительное (+) напряжение, а на правую клемму двигателя подается отрицательное (-) напряжение. Итак, в этом состоянии двигатель начинает вращаться в определенном направлении (по часовой стрелке).
Случай 3
Когда переключатели S2 и S3 замкнуты, правая клемма двигателя получает положительное (+) напряжение, а левая клемма двигателя получает отрицательное (-) напряжение. Итак, в этом состоянии двигатель начинает вращаться в определенном направлении (против часовой стрелки).
Модуль драйвера двигателя L298N Работа H-моста Корпус 3Методы ШИМ (широтно-импульсной модуляции)
Модуль драйвера двигателя L298n использует метод ШИМ для управления скоростью вращения двигателя постоянного тока.
В этом методе скорость двигателя постоянного тока можно контролировать, изменяя его входное напряжение.
Широтно-импульсная модуляция — это метод, при котором среднее значение входного напряжения регулируется путем отправки серии импульсов включения-выключения. Среднее напряжение пропорционально ширине импульсов, эти импульсы известны как рабочий цикл.
Если рабочий цикл выше, то среднее напряжение подается на двигатель постоянного тока (высокая скорость), а чем ниже рабочий цикл, тем меньше среднее напряжение подается на двигатель постоянного тока (низкая скорость).
L298N Motor Driver Module Pulse Width Modulation (PWM) techniqueModule Specifications & Features
| Parameter | Value |
| Operating Voltage | 5V – 46V |
| Operating Current | 2A |
| Logic Voltage | 5V |
| Logical Current | 0-36mA |
| Maximum Power (W) | 25W |
| Микросхема драйвера | L298 двухканальный драйвер двигателя H-Bridge IC |
| Светодиодные индикаторы | Светодиодный индикатор включения питания |
| Приводы двигателя | Приводы до 4 выходных двигателей (2 для каждой клеммной колодки двигателя) или один шаговый двигатель |
| Размеры модуля | 44 x 44 x 28 (ДxШxВ) мм |
Применение
- Управление двигателями постоянного тока
- Управление шаговыми двигателями
- В робототехнике
Драйвер двигателя L298N Dual H-Bridge
Дом » Драйвер двигателя L298N Dual H-Bridge
Описание Статьи Спецификация Отзывы (1)
Драйвер двигателя L298N Dual H-Bridge представляет собой недорогую плату драйвера двигателя, которую можно использовать для управления двумя двигателями робота.
Похожие записи
