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1006 L298N 與 減速馬達

tags: 物聯網實境遊戲應用課程

H 橋基本原理

  • 因為構成電路像字母 H 而得名，可以直接以訊號控制直流馬達正反轉。
  • 電路概念
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    • 電路上方接的是 Vmotor (馬達電源)，下面則是 GND
    • 當 S1 與 S4 開關接通時，流經直流馬達的電流是由左往右；如果是 S2 與 S3 開關接通時，流經直流馬達的電流則是由右往左
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    • 上圖是一個實現 H 橋的電路，上方是 PNP 電晶體，當 Q 有電通過時，PNP 為斷路，反之當 Q 為 GND 時，PNP 為通路；下方則是 NPN 電晶體，特性與 PNP 相反。

    註：這裡的解說與實際電晶體運作略有不同 (例如不是給 Q 電壓就有效)，但為了方便理解，所以簡化

    • 因此只要將 Q1、Q2 相接及 Q3、Q4 相接，就可以透過兩條訊號線控制馬達正反轉：

      Q1, Q2 Q3, Q4 馬達電流
      Vsignal GND <–
      GND Vsignal –>

L298N 雙 H 橋馬達驅動模組

  • 一個 H 橋只能控制一個直流馬達，要兩個 就買兩個，L298N 提供兩組 H 橋電路，所以可以同時控制兩個馬達

  • 模組圖片

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    • 電源
      • 5V：晶片的供電，如果後方的跳線帽接著，則可以順便供給馬達電力
      • GND：接地
      • 12V：馬達的供電，如果後方的跳線帽接著，則此腳位禁止接電源
        • 如需額外供電接上馬達允許的供電即可 (不一定 12V)，記得後方的跳線帽要取下，如：TT馬達是 3V~6V
    • 啟用模組
      • Enable A/B：跳線帽接著時，則馬達 A/B 會有輸出
    • 控制訊號
      • In X 有訊號時，Out X 會輸出馬達電壓；如果沒訊號則電位為 GND。

  • 注意：通常開發板的 5V 腳位電源輸出電流不足以驅動馬達，所以會需要額外供電給馬達，例如：行動電源、乾電池等。

    • 開發板 5V 接模組 5V，拔下跳線帽，額外電源接 12V 腳位 (但不一定要 12V)，需要共地，或
    • 模組 5V 接外部電源(如果馬達要使用 5V 電的話)，不須拔跳線帽，需要共地
    • 共地：開發板與額外電源的 GND 要相連，但如果都是使用同一個電源則不用，如：馬達和開發板都使用行動電源

  • 馬達電源與 L298N 電源共用接法

    • 如果馬達與晶片使用同一個行動電源，則外部電源到馬達的行動電源接地線可以不用接
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  • 馬達電源獨立供給

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TT 減速馬達

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  • 減速機 + 直流馬達，減速機還有轉軸轉向 (90度)
  • 如果只使用直流馬達，雖然轉速快，但是扭力低，車體一重可能就無法前進更別提爬坡
  • 加上減速機雖然會讓輸出轉速變慢，但是扭力會變高，則可以讓車輛的載重變高
  • 最簡單的減速機就是小齒輪 (入力) 接一個大齒輪 (出力)。入力不需要太大的力量就可以讓出力有較高的扭力，代價是轉速降低。
  • [PDF] 減速機介紹
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Kun-Yi Li
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Published on HackMD