L298N 模块

L298N,是一款接受高电压的电机驱动器,直流电机和步进电机都可以驱动。在 5V 到 35V 的电压范围内,提供 2 安培的电流,并且具有过热自断和反馈检测功能。

 

L298N 可对电机进行直接控制,通过主控芯片的 I/O 输出电平对电机的转动进行设定,进而可以实现电机正转反转驱动,操作简单、稳定性好,可以满足直流电机的大电流驱动条件。

 

L298N 模块实物图

 

板子上的续流二极管可防止电机线圈在断电时的反向电动势损坏芯片;

 

L298N 工作过程中比较热,所以安装散热片可以使芯片温度保持一个稳定状态,让驱动性能更加稳定;

 

本模块集成了一个电源稳压芯片 78M05。当你的驱动电压为 7V~35V 的时候,即上图 ①处输入 7V~35V 的时候,短接②可以使能板载的 5V 逻辑供电,即将①处输入电压引入到 78M05 芯片的 1 脚处,此时③处可输出+5V,输出的+5V 可以引出供外部使用;

 

  1. 当短接②时,③处不可再输入+5V;当②处断开(未用跳线帽短接)时,可由③处输入+5V 电压提供板载+5V 电压。

 

  1. 当 ENA 使能,IN1 IN2 控制 OUT1 OUT2 ;
    当 ENB 使能,IN3 IN4 控制 OUT3 OUT4 。

 

模块原理图

 

L298N 模块原理图

 

L298N 芯片

 

L298N 芯片引脚图

 

L298N 的 4 脚:电机电源 Vs,由 L298N 模块的①处电压提供;

 

L298N 的 9 脚:逻辑电源 Vss,由 L298N 模块的③处电压提供;

 

L298N 的电气特性我们主要关心以下几个参数:

 

 

Vs:Vih+2.5 ~ 46V

 

Vss:4.5 ~ 7V,典型值 5V

 

Vil:输入低电平范围 -0.3~1.5V

 

Vih:输入高电平范围 2.3~Vss

 

Ven=L:使能引脚低电平范围 -0.3~1.5V

 

Ven=H:使能引脚高电平范围 2.3~Vss

 

如果使用 3.3V 单片机的话,那么 Vih=3.3V,所以按照手册,Vs 建议至少要 Vih+2.5 = 3.3 + 2.5 = 5.8V ,所以建议 Vs 不低于 6V 使用。

 

由于电机在正常工作时对电源干扰很大,如果只用一组电源时会影响单片机的正常工作,所以我们可以选用双电源供电。一组给单片机和控制电路供电,另外一组给电机供电。

 

下图所示即 L298N 驱动直流电机时,IN1 为高电平、IN2 为低电平、ENA 使能的情况下,电流流向如下图所示:

 

 

其中,绿色为低电平,紫色为高电平,红色为电流方向。

 

78M05

 

78M05 芯片实物图

 

78M05 是一种三端口电流正固定电压稳压器,具有在过流过热时关断的保护功能,输出电流的最大值为 500mA,输入偏置电流为 3.2mA,输入电压的最大值为 35V,输入输出压差至少 2V。

 

130 减速电机

TT 马达,大扭力强磁电机,齿轮减速机构,适用于各种模型车改造,更加适用于机器人制作。

 

 

双轴比单轴的电机多一个输出轴。单轴 3~6V,双轴 3~7.2V 宽电压,减速比:1:48。

 

 

为了大家看到其内部结构,方便了解其原理,我拆了一个减速电机,此减速电机的内部结构如下:

 

 

由上图我们可以看出,130 电机旋转即齿轮①旋转,齿轮①带动齿轮②转动,而齿轮②的转动又将带动齿轮③的转动,齿轮③与输出轴为一个整体,所以最终效果就是齿轮①的转动带动了齿轮③的转动。

 

由于输入齿轮①转动 N 圈,才能带动输出轴齿轮③转动一圈,因此输出轴便得到了低于输入轴的速度运动,所以此类直流电机被称为减速电机。

 

此类减速电机的特点是:速度低、扭矩大。

 

直流电机的驱动控制

L298N 双 H 桥直流电机驱动板可以驱动两路直流电机,查看手册,我们可得到双向直流电机的控制方式如下表所示:

 

 

我们以其中一路为例,将上表用 L298N 引脚表述,ENA、IN1 和 IN2 的状态和直流电机的状态如下表所示:

 

ENA IN1 IN2 直流电机工作状态
0 X X 停止
1 0 0 制动(刹车)
1 0 1 正转
1 1 0 反转
1 1 1 制动(刹车)

 

上面可以看到一对输出可以控制一个直流电机的正转或反转,所以一片 L298N 驱动芯片可同时控制两个直流减速电机做不同动作。

 

ENA、ENB 为两路电机的控制使能,通过 PWM 可以控制电机转速,高电平有效。