Skip to content
  • Категории
  • Главная
  • Документация
  • Последние
  • Пользователи
Collapse
  1. Главная
  2. Блоги сообщества Raspberry Pi
  3. Подключение DC электромоторов к Raspberry Pi через драйвер L298N

Подключение DC электромоторов к Raspberry Pi через драйвер L298N

Запланировано Прикреплена Закрыта Перенесена Блоги сообщества Raspberry Pi
1 Сообщения 1 Posters 470 Просмотры
  • Сначала старые
  • Сначала новые
  • По количеству голосов
Авторизуйтесь, чтобы ответить
Эта тема была удалена. Только пользователи с правом управления темами могут её видеть.
  • piP Не в сети
    piP Не в сети
    pi
    написал в отредактировано pi
    #1

    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
    fd30b231-86ed-4312-a116-d0ad05c8eebc-image.png

    Управление DC электромоторами

    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

    Управление скоростью вращения при помощи ШИМ

    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:
    ddaa7f8d-5031-4af3-81f4-4f3535be002d-image.png

    H-Bridge

    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:
    Описание

    L298N - драйвер электромотора

    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 драйвера

    Питание к L298N подаётся через трёхконтактный зажимной терминальный разъём (провода вставляются в разъём и зажимаются вращением винта на разъёме).

    • 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)

    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 напряжения на L298N

    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)

    Подключение DC электромоторов к драйверу

    Электромоторы подключаются к зажимным контактам по краям платы.
    5a63650b-b1c9-4a8f-b6dd-b7cf295740a5-image.png
    Можно подключать электромоторы, рассчитанные на напряжение 5-35V. Максимальный ток от драйвера к каждому мотору - 2А (если источник питания драйвера умеет отдавать столько тока)

    Контакты контроля направления вращения

    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

    Контакты контроля скорости

    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.

    Подключение L298N к Raspberry Pi

    Теперь, когда мы хорошо знакомы с драйвером L298N, можно подключить к нему питание, моторы и Raspberry Pi

    66096124-25be-4a46-bdaf-f63aae402ee7-image.png

    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

    f1186e19-1d62-4aee-bb42-12add363b640-image.png

    В следующей статье рассмотрим программирование двухколёсного робота с драйвером L298N

    1 ответ Последний ответ
    0

    • Войти

    • Нет учётной записи? Зарегистрироваться

    • Login or register to search.
    • Первое сообщение
      Последнее сообщение
    0
    • Категории
    • Главная
    • Документация
    • Последние
    • Пользователи