Часть 3 Особенности подключения электродвигателей к плате управления L298 (Motor shield)

Двигатели постоянного тока, используемые в роботе, по заявленной характеристике имеют рабочее напряжение 6 – 12 вольт. Других характеристик, как и принято в китайских магазинах, на данные двигатели нет. Поэтому эмпирически выявлено, что напряжение, при котором двигатель работает и редуктор создает достаточный момент, должно быть не менее 7 вольт.  При этом ток двигателя составляет несколько сотен мА.

Выводы, которые можно сделать по рабочему напряжению двигателя:

• данные двигатели для устройств с батарейным питанием мягко говоря не ахти;

• для питания двигателей необходимо как минимум 8 аккумуляторов АА*, либо как вариант повышающий преобразователь напряжения типа ”STEP UP Converter” или, как говорят моделисты, бустер. Но последний вариант будем рассматривать как перспективу. А пока – 8хAA.

Выводы по току потребления: К сожалению для управления двигателями не достаточно выходной мощности портов arduino. Поэтому нужно искать решения. Стоит отметить, что управлять двигателями можно совершенно различными способами:

• реализация на реле;

• реализация на россыпи (транзисторы, резисторы и т.п.);

• применение специализированных микросхем.  

Однако реле не позволят сделать плавное управление скоростью двигателя, а реализация на россыпи требует специализированных знаний в схемотехнике и достаточно трудоемка. Поэтому самым распространенным решением для этой задачи является специализированная микросхема. В нашем случае это L298. И хотя эта микросхема уже морально устарела, но в то же время является весьма распространенной и к тому же для ардуино выпускается множество вариантов шильдов с этой микросхемой с одноименным названием L298(N).

L298 (Motor shield)

Схема L298 (Motor shield):

Типовое подключение двигателей постоянного тока:

Поскольку в нашем случае четыре двигателя, то двигатели подключаются к L298 по два к каждому каналу параллельным соединением.

*Примечание: есть неприятные моменты с L298. Схемотехника устаревшего драйвера такова, что выходные каскады не могут установить напряжения так сказать «peak_to_peak».

Т.е. верхний и нижний каскады будут брать на себя порядка 1.2-1.3 вольта и это снижает амплитуду рабочего напряжения. Проще говоря, два аккумулятора из восьми будут работать просто на радиатор самой микросхемы. 

Вывод казалось бы прост – использовать более современные и совершенные микросхемы. Вот, например, интересная микросхемка VNH3SP30. Однако надо учитывать и реалии своего географического местоположения. Далеко не каждый найдет эту микросхему в соседнем магазине.