产品概述

单片机调速 教大家使用L298N电机驱动模块,电机控制正反转,调速很轻松!

小编 2024-10-06 产品概述 23 0

教大家使用L298N电机驱动模块,电机控制正反转、调速很轻松!

普及数电模电知识,科教兴国。

大家好,今天和大家来学习L298N电机驱动模块。L298N是双H桥电机驱动芯片,可以驱动两个直流电机或者一个步进电机,能实现电机的正反转以及调速。

先来看看L298N芯片实物:

上图是15脚Multiwatt封装的L298N。

L298N兼容标准的TTL逻辑,是一款高电压、高电流双全桥驱动器,能够驱动感性负载,例如继电器、电磁阀、直流电机、步进电机等。两个独立的使能信号用于使能或禁能设备,每一个桥的下管射极相连,射极引脚可以连接相应的采样电阻,用以过流保护,芯片的逻辑供电与负载供电分离,以使芯片可以工作在更低的逻辑电压下。

这个芯片那么多引脚,对于各引脚的功能定义,我们可以通过数据手册来了解:

从下往上数,按照序号,1脚和15脚是:电机电流(或叫桥驱动电流)检测引脚;2、3脚是A桥输出引脚,可接一个直流电机;4脚是负载驱动供电引脚,这个引脚和地之间必须要接一个100nF的无感电容;5脚和7脚是A桥信号输入,兼容TTL电平;6脚和11脚是使能输入,兼容TTL,低电平禁能,高电平使能;8脚是地,GND;9脚是逻辑供电,该引脚到地必须连接一个100nF的电容;10脚和12脚是B桥信号输入,同样兼容TTL逻辑电平;13脚和14脚是B桥输出,可接一个直流电机。

在这里需要提一下,是关于1脚和15脚:

当需要对电机电流进行检测时,分别在sense A、B两个引脚上串接个小电阻,当A、B两个桥的电流(电机电流)流过两个电阻时转换成电压,这个电压被送到控制L298工作的上位机(或控制电路),上位机就根椐这个电压的高低判断L298是否工作正常。

如果这个电压超过设计上限时,上位机就判L298有故障,可采取如下保护措施:

1、停止步进脉冲输出,关断电机电流。

2、给EN脚一个低电平,关闭L298。

如sense不用,就直接将sense A、B两脚接地。

好的,下面附上一个常见常用的L298N电机驱动模块的电路原理图:

如果大家对自制电机驱动模块感兴趣,可以按照这个原理图做PCB。

好的,关于这个L298N芯片我们就讲这么细,接下来我们来整体学习模块,上图:

关于这个模块的各接口的功能已经在图中标出,这个模块有两个供电口,标示着“12V输入”的是功率驱动电源输入,供电范围可以是7-46V,一般12V供电就能满足我们大部分的DIY需求。标示着“5V输出可不接”的是逻辑供电,当我们将“板载5V输出使能”的跳帽接上时,可对外供电,比如给单片机或者各传感器供电;如果功率驱动电源输入超过12V时,这个跳帽我们最好去掉,从外面给这个接口供电。标示着“单片机IO控制输入”的IN1、IN2、IN3、IN4是用来给控制信号的,可直接接单片机的IO口。最后,标示着“马达A输出、马达B输出”的就是接电机啦。当我们使用时,按照标示接好线就可以使用了。

接下来我们来看看这个模块的控制逻辑表:

当我们需要控制电机时按照上表给信号就OK。

不用单片机,单纯地用电源的正极和负极来给控制端口信号,给大家演示一下控制的过程。1是高电平,对应电源的5V,0是低电平,对应电源的负极,当我们给IN1接电源负极,给IN2接5V时,电机正转(对照逻辑控制表),反之,电机反转。

我们默认使能端口EN是使能的,5V的跳帽一直接着,这时电机的速度是恒定不变的。如果我们想要改变电机的转速,将这个使能端口用单片机控制,在一定的周期T内,控制给使能端口的高电平的时间,这时候电机就可以调出我们想要的转速,这就是PWM调速,这个过程用手也可以完成,但是速度不匀不够平滑,反应也不够速度。

最后,附上详细视频教程:详细视频教程

直流电机驱动方案,除了正反转控制,还可以PWM调速【原创首发】

直流电机(马达)在电子产品中的应用是非常广泛的,特别打印机、电器、遥控玩具上。前进、后退、加速、减速都是常见的应用。

下面给大家分享几个直流电机驱动方案,请大家点赞、关注支持一下。

方案一:TI的DRV8871直流电机驱动方案

此方案特点有:

6.5V~45V宽工作电压内置H桥电机驱动器PWM控制按口集成过流、过热、欠压等保护

DRV8871的内部功能框图如下:

DRV8871的内部功能框图

DRV8871的简化电路原理图如下:

DRV8871简化电路原理图

设计要求:

ILIM接一个电阻做限流,阻值的大小可以按规格书的要求进行计算设计。如果接的电阻为32k,限流为2A。停转控制:IN1和IN2设为低电平。正转控制:IN1为高电平,IN2为低电平,要进行调速时,IN1就要输入PWM信号了,占空比越大,转速越高。反转控制:IN1为低电平,IN2为高电平,IN2就要输入PWM信号了,占空比越大,转速越高。刹车控制:IN1和IN2设为高电平。

PWM调速注意事项:

逻辑输入也可以使用PWM 控制来达到调速功能。当用PWM 波控制一个桥臂时,并且在驱动电流为关断时,由于电机的电感特性要求电流连续流通。这个电流叫做续流。为了操作这种电流,H 桥可以操作在两种不同的状态,快衰减或者慢衰减。在快衰减模式,H 桥是被禁止的,续流电流流经体二极管;在慢衰减模式,电机的下臂是短路的。PWM 控制用于快衰模式,PWM 信号控制一个xIN 管脚,而另一个管脚维持低电平;当运用于慢衰减,另一管脚维持高电平。

此方案是不是很简单呢?此方案适合比较高端的应用,如打印机,工业控制等

方案二: 台湾IC HT7K1201 驱动方案,成本更低

此方案特点如下:

内置1通道H桥驱动电路1.8V~6V驱动电压高达200kHz PWM 输入控制操过流保护,关机保护,输出短路保护6-pin SOT23-6小封装

典型应用电路如下:

典型应用电路

电机控制方法如下表:

电机控制方法

此方案成本更低,适合比较低端的应用,如遥控玩具。

方案三:分立元件搭建H桥驱动电路

下面是H桥驱动电路原理图

元件搭建H桥驱动电路原理图

正转控制:

PWM2设为低电平,H2设为高电平,H1设为低电平PWM1为控制转速控制信号,占空比越大,转速越高。

反转控制:

PWM1设为低电平,H1设为高电平,H2设为低电平PWM2为控制转速控制信号,占空比越大,转速越高。

停转:

PWM1,PWM2设为低电平,H1,H2设为高电平。

过流保护:

AN1接单片机的ADC输入,用于过流检测。

此方案比较灵活,可以根据应用的需求选用合适规格的三级管或者MOS管。

大家可以关注我的头条号@电子产品设计方案 ,我会定时分享经验和方案哦,谢谢大家的点赞和关注。

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