کنترل موتور DC با آردوینو و درایور موتور L298N

روشهای مختلفی برای کنترل موتورهای DCوجود دارد اما کنترل موتور DCبا آردوینو و با استفاده از درایور L298Nبه دلایل مختلفی رایج شده است. در این پروژه با استفاده از آردوینو و درایور موتور L298Nو روش PWMموتور DCکنترل می‌شود.

یک موتور DC، ساده ترین موتوری است که مبتدیان و متخصصان از آن استفاده می‌کنند. کار با این موتور بسیار ساده است. با وصل دو سر موتور به دو سر باتری، موتور به گردش در می‌آید.

اگر دو سر موتور عوض شود قطبهای موتور عوض شده و موتور با همین روش ساده در جهت معکوس می‌چرخد.
برای کنترل سرعت چرخش یک موتور DCمی توان از تکنیک کنترل PWMاستفاده کرد. مدولاسیون پهنای پالس یا سیگنال PWMتولید شده با این روش، این امکان را فراهم می کند که متوسط ولتاژ اعمال شده به موتور کنترل گردد.

کنترل سرعت موتور DCبا PWM

با روش PWM، مقدار متوسط ولتاژ اعمال شده به موتور DCبا صفر و یک شدن در فرکانس خیلی بالا کنترل می گردد. در این روش سرعت موتور در هنگام حرکت کم و زیاد می شود. سرعت دور یا چرخش موتور dcوابسته به تغذیه آن است.به طور مثال اگر موتوری که ولتاژ 12 ولت را تحمل می کند به تغذیه 12 ولت متصل شود و سپس ولتاژ تغذیه آن تا مقدار 6 ولت پایین آورده شود، سرعت چرخش موتور نصف حالتی است که ولتاژ 12 ولت به موتور اعمال شده است.

متوسط ولتاژ اعمال شده به موتور DCوابسته به Duty Cycleسیگنال PWMدارد. Duty Cycleسیگنال PWMچیزی نیست به جز نسبت زمان هر سیگنال که ONیا OFFاست به کل زمان دوره سیگنال یعنی مجموع زمان ONو OFF.

Duty Cycleمعمولا به صورت درصدی بیان می شود. شکل زیر سیگنالهای مختلف PWMاز یک منبع تغذیه 12 ولت با Duty Cycleهای صفر درصد، 25 درصد، 75 درصد و 100 درصد را نشان میدهد.

PWM

بعد از مرحله کنترل متوسط ولتاژ چطور می‌توان این ولتاژ را به موتور اعمال کرد؟ یک راه استفاده از ترانزیستور است.
تصویر زیر یک مدار ساده را نشان می‌دهد که خروجی PWMآردوینو به یک ماسفت و موتور DC12 ولتی که به ماسفت متصل است، داده می‌شود.

Arduino-Mosfet

کد این مدار در لینک زیر آمده است. با استفاده از این کد، آردوینو سرعت موتور را به تدریج تا ماکزیمم افزایش می‌دهد و سپس به تدریج تا توقف، آن را کاهش می‌دهد.

کد

Arduino_MOSFET_DC_Motor_Control

این مدار برای کنترل سرعت موتور مناسب است اما نمی تواند برای تغییر جهت چرخش موثر باشد. برای تغییر جهت چرخش بدون هر بار معکوس کردن قطبهای موتور، می‌توان از مدار مخصوصی که H-Bridgeنام دارد استفاده کرد.

کنترل موتور DCبا H-Bridge

یک H-Bridge، مدار ساده ای شامل چهار المان سوئیچینگ مثل ترانزیستور (BJTیا  MOSFET) است که می‌تواند موتور را بدون تغییر پایه های آن راه اندازی کند.

نام گذاری H-Bridgeبه دلیل نحوه اتصال “H”مانند چهار ترانزیستور و قرار گرفتن موتور در مرکز آن صورت گرفته است.

شکل زیر یک اتصال ساده H-Bridgeاز 4 ترانزیستور و یک موتور را نشان می‌دهد. با فعال کردن دو ترانزیستور در یک زمان می توان جریان عبوری موتور را کنترل کرد و در این حالت جهت چرخش کنترل می‌شود.

H-BRIDGE

دو ورودی کنترل Aو Bدر بالای مدار جهت چرخش موتور را تعیین می‌کنند. اگر A، LOWباشد و B، HIGH، ترانزیستورهای Q1و Q2روشن می‌شوند و جریان در جهتی خاص در موتور جریان می‌یابد. اگر ورودی A، HIGHو B، LOWباشد، ترانزیستور Q2و Q3روشن شده و جریان موتور و جهت چرخش آن معکوس می‌شود.

با ترکیب دو ویژگی روش PWMبرای کنترل سرعت و اتصال H-Bridgeبرای کنترل جهت، می‌توان کنترل کاملی بر روی موتور  DCداشته باشید.
استفاده از ترانزیستور برای ساخت H-Bridge، امری ملال آور است. به جای آن آی سی درایور موتور H-Bridgeموجود در بازار و دو آی سی L293DوL298Nپیشنهاد می‌شود.

در پروژه های دیگر در مورد کنترل سرعت موتور با استفاده از L293Dصحبت می‌شود. در این پروژه تمرکز بیشتر بر روی درایور موتور L298Nو مشاهده کنترل موتور DCبا آردوینو و درایور موتور L298Nبا روش PWMاست.

مختصری در مورد درایور موتور L298N

آی سیL298N ، دارای 15 پایه است. سطح منطقی آی سی L298Nبا استاندارد TTLسازگاری دارد و از آن می‌توان برای راه اندازی موتور DC، استپ موتور، رله و غیره استفاده کرد.
تصویر زیر، دیاگرام پایه های آی سی L298Nپکیج Multiwattرا نشان می‌دهد.

L298N

از آنجا که آی سی درایور موتور L298Nیک آی سی درایور پل کامل دوتائی است، می توان برای کنترل دو موتور به صورت همزمان با ورودی های منحصر به فرد از آن استفاده کرد. ولتاژ منبع تغذیه منطقی آن 5 ولت است اما ولتاژ منبع تغذیه موتور بالای 45 ولت است. پیک جریان خروجی هر کانال هم 2 آمپر است.

به طور کلی درایورهای L298Nمانند ماژولهای موجود شامل همه قطعات و اتصالات مورد نیاز برای کنترل دو موتور DCهستند. این ماژول در شکل زیر نشان داده شده است.

Driver L298N

ماژول درایور موتور L298Nشامل دو ترمینال 2 پایه‌ی پیچی برای اتصال به موتورهاست. این ماژول یک ترمینال 3 پایه پیچی دارد که از طریق آن ولتاژ تغذیه موتور تامین می شود. اگر از موتورهای 12 ولت و کمتر استفاده شود، 12 ولت از طریق این ترمینال و رگولاتور 5 ولت، تغذیه 5 ولتی آی سی L298Nرا تامین می‌کنند.

Driver L298N2

می توان از طریق پایه سوم ترمینال 3 پایه پیچی به 5 ولت دست یافت. جامپری در نزدیکی ترمینال 3 پایه پیچی قرار دارد. اگر ولتاژ تغذیه بیشتر از 12 ولت است، جامپر حذف می شود زیرا ممکن است به رگولاتور آسیب برساند. در این حالت، منبع منطقی 5 ولت آی سی L298Nاز طریق پایه سوم ترمینال پیچی تامین می شود.

کنترل موتور DCبا آردوینو وL298N

با یک مدار ساده، سرعت و جهت موتور DCبا استفاده از آردوینو و آی سی L298Nکنترل می شود. لازم است که چند المان دیگر به این مدار اضافه شود تا پروژه کامل گردد. در کنترل موتور DCبا آردوینو و L298Nمی توان دو عامل سرعت و جهت چرخش را با استفاده ترکیبی از سیگنال PWMوL298N(H-Bridge) کنترل کرد.

دیاگرام مدار
 Diagram
قطعات مورد نیاز

Arduino UNO
ماژول درایور L298Nخرید)
موتور 12 ولت DC خرید)
پتانسیومتر 100کیلو اهم ( خرید)
دکمه فشاری ( خرید )
منبع تغذیه 12 ولت ( خرید)
برد برد ( خرید)
سیم (خرید)
 

کد

Arduino_L298N_DC_Motor_Control

 

کاربردها

پروژه کنترل موتور DCبا درایور L298Nمی تواند آغازی برای انجام پروژه‌های بزرگتر باشد.
تقریبا همه رباتها چرخ دارند و لازم است موتورهای متصل به این چرخها کنترل شود. از این رو در هر ربات مبتنی بر آردوینو می توان روش کنترل موتور با استفاده از L298Nرا بکار برد. 

Voicethread create and share dynamic conversations around documents, snapshots, diagrams and videos — basically anything there is data to talk about.

Immer noch werden die meisten hölzer auf floßwegen transportiert, doch nimmt der blog zwar teurere, aber schnellere lkw-transport ständig zu.

  • شرکت سازنده: وردپرس
  • سیستم عامل: ندارد
  • منبع: همیار وردپرس
  • امتیاز سایت: ندارد
  • رده بندی سنی: ندارد
  • پسورد:

ابتداوارد پیشخوان وردپرس شده و سپس مراحل زیر را انجام دهید.

  • وارد بخش افزونه ها شوید
  • به بخش نصب افزونه بروید
  • نام افزونه Booster for WooCommerce را جستجو کنید
  • سپس بر روی نصب کلیک کنید
  • افزونه را فعال کنید.
دیدگاه ها

دیدگاه ها بسته هستند.