La referencia a 37 sensores y actuadores ha estado muy difundida en Internet, de hecho, debe haber más de 37 módulos sensores compatibles con Arduino. En vista del hecho de que he acumulado algunos módulos de sensores y actuadores a la mano, de acuerdo con el concepto de practicar el conocimiento verdadero (debe hacerse), con el propósito de aprender y comunicar, voy a probar una serie de experimentos uno por uno, independientemente del éxito (el programa se lleva a cabo) o no, se registrarán: pequeños progresos o problemas irresolubles, con la esperanza de inspirar a otros.
[Arduino] 168 tipos de experimentos de la serie de módulos de sensores (código de datos + programación de simulación + programación de gráficos)
Experimento 154: L293D placa de expansión de motor de cuatro vías Placa de motor de protección de control de motor Módulo de protección de motor Adafruit Placa de expansión de motor Arduino AFMotor
Puntos de conocimiento: chip L293D
L293D es un chip de accionamiento de motor de baja corriente y alto voltaje producido por ST Company, que está diseñado para proporcionar una corriente de accionamiento bidireccional de hasta 600 mA a un voltaje de 4,5 V a 36 V. Se puede utilizar para impulsar cargas inductivas como relés, solenoides, motores paso a paso bipolares y de CC, y otras cargas de alta corriente/alto voltaje en aplicaciones de potencia positiva.
Cada salida es un circuito controlador de tótem completo con un sumidero de transistor Darlington y una fuente pseudo Darlington. Los controladores se habilitan en pares, los controladores 1 y 2 se habilitan con 1,2EN, los controladores 3 y 4 se habilitan con 3,4EN.
El rango de temperatura de funcionamiento del L293D es de 0 °C a 70 °C.
Características L293D
Rango de voltaje de suministro: 4.5V a 36V
Suministro de lógica de entrada separada
Protección ESD interna
Apagado térmico
Entradas de alta inmunidad al ruido
Sustitución Funcional de la Norma General L293 y L293DSGS
Corriente de salida 1A por canal (600mA L293D)
Pico de corriente de salida 2A por canal (1.2 L293D)
Supresión de transitorios inductivos de diodos de sujeción de salida (L293D)
Parámetros L293D
Fabricante: STMicroelectronics
Categoría de producto: Controladores y controladores de motor/movimiento
Tipo: Conductor
Tensión de alimentación de funcionamiento: 4,5 V a 36 V
Paquete/ Gabinete: POWERDIP
Paquete: Tubo
El dispositivo es un controlador de cuatro canales de alto voltaje y alta corriente integrado monolíticamente diseñado para aceptar niveles lógicos DTL o TTL estándar y manejar cargas inductivas (como solenoides de relé, motores paso a paso y de CC) y transistores de potencia de conmutación. Para simplificar el uso como puente de dos, cada par de canales está equipado con una entrada de habilitación. Se proporciona una entrada de energía separada para el circuito lógico, lo que permite la operación a voltajes más bajos e incluye diodos de sujeción internos. El dispositivo es adecuado para aplicaciones de conmutación a frecuencias de hasta 5 kHz. El L293D está ensamblado en un paquete de plástico de 16 conductores con 4 clavijas centrales conectadas entre sí para disipar el calor. El L293DD está ensamblado en un montaje de superficie de 20 conductores con 8 clavijas centrales conectadas entre sí y se usa para disipar el calor.
Diagrama de bloques del circuito interno
1,2EN: habilitar el canal del controlador 1 y 2 (entrada activa de alta disponibilidad)
<1-4> A: entrada del controlador, sin inversión
<1-4>Y: salida de la unidad
3,4EN: Habilitar los canales del controlador 3 y 4 (alta habilita la entrada activa)
4, 5, 12, 13: pines del disipador de calor y de tierra del dispositivo. Conexión al plano de tierra de PCB a través de múltiples vías sólidas
V CC1: fuente de alimentación de 5 V para conversión de lógica interna
V CC2: Fuente de alimentación del conductor VCC 4,5 V a 36 V
Características eléctricas de L293D
(para cada canal, VS = 24 V, VSS = 5 V, Tamb = 25 °C, a menos que se especifique lo contrario)
Principio de funcionamiento de L293D (puente doble H) (video de 21 minutos)
Explicación en video del principio del motor de accionamiento L293D
https://www.bilibili.com/video/BV1Kz4y1R7u6/?spm_id_from=333.788.videocard.15
Módulo de accionamiento de motor de cuatro vías L293D, placa de expansión, placa de motor de escudo de control de motor
Este es un módulo de accionamiento de motor de CC de uso común, que utiliza un chip de accionamiento de motor de CC de baja corriente con chip 293D. Los pines se hacen compatibles con rduino, lo que también es conveniente para que los entusiastas desarrollen rápidamente en base a rduino.
Rduino es una buena introducción a la producción electrónica. Con la placa de expansión del motor, puede ser una buena plataforma de desarrollo de robots. Aquí hay una placa de expansión de motor con todas las funciones que puede impulsar varios proyectos simples a ligeramente complejos.
Ámbito de aplicación: principiantes de rduino, plataforma de equipos experimentales de rduino, electrónica interactiva de rduino, robots Arduino, etc.
Características: múltiples funciones, fácil operación, potente compatibilidad con la biblioteca de controladores y actualización de funciones.
Desventajas: I/O consume mucha energía en el caso de manejar cuatro motores al mismo tiempo (en comparación con la versión con menos I/O de rduino).
Puede manejar 4 canales de motores de CC o 2 canales de motores paso a paso y también manejar 2 canales de servos, compatible con los últimos rduino UNO, rduino Mega 2560
Se puede combinar así:
Conduce cuatro motores de CC y dos servos
Conduce dos motores de CC, un motor paso a paso y dos servos
Conduce dos motores paso a paso y dos servos
Características de la placa de expansión de motor de cuatro vías L293D
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2 puertos de motor servo de 5 V (engranaje de dirección) conectados al temporizador de alta resolución y alta precisión de Arduino, ¡sin fluctuaciones!
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Hasta 4 motores de CC bidireccionales y control de velocidad PWM de 4 vías (aproximadamente 0,5 % de resolución)
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Control de avance y retroceso de hasta 2 motores paso a paso, control de paso simple/doble, intercalado o micropaso y control de ángulo de rotación.
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Puente H de 4 vías: el chip L293D proporciona una corriente de 0,6 A (pico de 1,2 A) por puente y tiene protección térmica contra apagado, de 4,5 V a 36 V.
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Una resistencia pull-down asegura que el motor permanezca detenido en el encendido.
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Los grandes bloques de terminales facilitan el cableado (10 - 22 AWG) y la alimentación.
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Con botón de reinicio de Arduino.
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2 terminales de alimentación externa de terminal grande para garantizar la separación de la alimentación de la lógica y el motor.
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Canciones de Mega, Diecimila y Duemilanove.
*Descargue la biblioteca de software Arduino fácil de usar para un rápido desarrollo de proyectos.
Diagrama esquemático de la placa de expansión del motor de cuatro vías L293D
Principio del módulo de placa de expansión de motor de cuatro vías L293D
Use L293D para impulsar el motor, hay un chip 74HC595 en el medio, que convierte las señales en serie en señales paralelas, porque este módulo está diseñado para arduino, arduino tiene menos puertos de E / S y se requieren 12 para controlar 4 pines de motores de CC , usar 74HC595 puede reducir el uso de 4 pines, o puede quitar el chip 74HC595, soldar el cableado y usar directamente la microcomputadora de un solo chip 51 para controlar dos chips L293D en paralelo para controlar el motor.
74HC595
74HC595 es una entrada en serie de 8 bits, registro de desplazamiento de salida en paralelo: la salida en paralelo es una salida de tres estados. En el flanco ascendente de SCK, SDL ingresa los datos en serie al registro interno de desplazamiento de 8 bits y los envía Q7', mientras que la salida paralela almacena los datos en el registro de desplazamiento de 8 bits en 8 en el ascendente. borde de LCK búfer de salida en paralelo de bits. Cuando la señal de control del terminal de entrada de datos en serie OE está baja, el valor de salida del terminal de salida en paralelo es igual al valor almacenado en el búfer de salida en paralelo. En pocas palabras, primero configure el pin 7 del módulo en 0, y luego el pin 4 del módulo (el terminal de reloj de entrada de datos del chip 74HC595) recibe un flanco ascendente y luego cambia los datos de 8 bits en el chip a la izquierda por un bit, dejando un Escriba la señal 0 o 1 del pin 8 (el terminal de entrada de datos en serie del chip 74HC595) en el bit bajo, escriba ocho veces para escribir la señal de 8 bits que controla 4 motores en el 74HC595 chip (M3M4M3M2M1M1M2M4), y luego cuando se le da un flanco ascendente al pin 12, los datos en el chip se envían a los pines del chip (Q0 ~ Q7).
Contador de programa - 74HC595 (6 minutos 32 segundos de video)
https://www.bilibili.com/video/BV1ME411T7EY/?from=search&seid=17494597794294138238
Motores y Drivers
Los motores son una parte integral de muchos proyectos de robótica y electrónica, y vienen en diferentes tipos según la aplicación. Aquí hay alguna información sobre los diferentes tipos de motores:
Motor de CC: Los motores de CC son el tipo de motor más común y se utilizan en muchas aplicaciones. Lo podemos ver en coches RC, robots, etc. La estructura de este motor es simple. Comenzará a rodar aplicando el voltaje apropiado a sus extremos y cambiando su dirección al cambiar la polaridad del voltaje. La velocidad de un motor de CC está controlada directamente por el voltaje aplicado. Cuando el nivel de voltaje es menor que el voltaje máximo permitido, la velocidad se reducirá.
Motor paso a paso: en algunos proyectos, como impresoras 3D, escáneres y máquinas CNC, necesitamos saber exactamente cuántos pasos gira el motor. En estos casos utilizamos motores paso a paso. Un motor paso a paso divide una rotación completa en un número de pasos iguales. La cantidad de rotación por paso está determinada por la construcción del motor. Estos motores tienen una precisión muy alta.
Servomotor: un servomotor es un motor de CC simple con un servicio de control de posición. Al usar un servomotor, podrá controlar la cantidad de rotación del eje y moverlo a una posición específica. Por lo general, son de tamaño pequeño y son la mejor opción para los brazos robóticos.
El motorreductor de CC del motor TT, como un dispositivo de potencia clave ampliamente utilizado en el bricolaje electrónico, la producción de robots y la producción de automóviles inteligentes, es el favorito de los maestros, estudiantes y entusiastas de la electrónica por su ensamblaje simple, gran rendimiento de expansión y bajo precio.
Los parámetros principales
Voltaje nominal: 4.5-6V
Velocidad sin carga: 90±10rpm (dependiendo de la relación de reducción)
Corriente de carga: 190mA (250mA máx.)
Par máximo: 0,8Kg·cm
Haz experimentos aquí y prepárate para usar el motor TT
¿Por qué usar L293D para conducir el motor?
Conducir un motor requiere una gran corriente. Además, la dirección de rotación y la velocidad son dos parámetros importantes que deben controlarse. Estos requisitos se pueden manejar mediante el uso de un microcontrolador (o una placa de desarrollo como Arduino). Pero hay un problema; el microcontrolador no puede suministrar suficiente corriente para hacer funcionar el motor, y si conecta el motor directamente al microcontrolador, puede dañar el microcontrolador. Por ejemplo, los pines Arduino UNO están limitados a 40mA, mucho menos que los 100-200mA necesarios para controlar un motor pequeño. Para resolver este problema, debemos usar un controlador de motor. Se puede conectar un controlador de motor a un microcontrolador para recibir comandos y hacer funcionar el motor a altas corrientes. El L293D es uno de los controladores de motor más populares que puede impulsar motores de CC con cargas de corriente de hasta 1 A. El L293D tiene 4 salidas y es adecuado para motores paso a paso de 4 hilos. El L293D también se puede utilizar para accionar servomotores.
La placa de expansión de motor de cuatro vías L293D es compatible con Arduino UNO Arduino Mega2560
puede coincidir así
Conduce cuatro motores de CC y dos servos
Conduce dos motores de CC, un motor paso a paso y dos servos
Conduce dos motores paso a paso y dos servos
Puede controlar 4 motores DC y 2 motores paso a paso y dos servomotores (timón) al mismo tiempo
máquina). Hay una base de código dedicada. Después de importar la biblioteca, es fácil de usar.
Diagrama de cableado de la placa de expansión del motor de cuatro vías L293D
¿Qué pines podemos usar en L293D?
Los seis pines de entrada analógica están disponibles. También se pueden utilizar como chips digitales. (pines 14 a 19), los pines digitales 2 y 13 están disponibles.
Los siguientes pines solo se utilizarán cuando el motor de CC o paso a paso mencionado a continuación esté funcionando
数字引脚11: 1号直流电机或者1号步进电机
数字引脚3: 2号直流电机或者1号步进电机
数字引脚5: 3号直流电机或者2号步进电机
数字引脚6：4号直流电机或者2号步进电机
Los siguientes pines solo se utilizarán cuando los siguientes motores de CC o paso a paso estén funcionando
数字信号4,7,8,和12通过74hc595（serial-to-parallel）来驱动直流或者步进电机
Pin digital 4: disparador DIR CLK
Pin digital 7: Habilitar final EN de instrucción DIR EN
Pin digital 8: DIR SER
Pin digital 12: conexión de interrupción DIR ATCH
Los siguientes pines solo se utilizarán cuando el servo esté funcionando
数字信号9：1号舵机
数字信号10： 2号舵机
Entonces, siempre que la placa del controlador L293D no use el pin correspondiente, también puede usarlo, pero la premisa es que debe soldar el pin usted mismo. Además, los pines GND y 5V también deben estar conectados, de lo contrario, el motor de CC no se puede controlar de manera estable.
Fuente de alimentación externa
Como se muestra en la figura a continuación, la placa de expansión del motor AFMotor está equipada con una interfaz de fuente de alimentación externa. La fuente de alimentación de CC conectada a esta interfaz puede suministrar energía al motor y a la placa de desarrollo Arduino.
Cuando se utiliza la placa de expansión del motor AFMotor para accionar el motor, la primera consideración es cómo suministrar energía a la placa de expansión. Si la potencia de salida de la fuente de alimentación no puede cumplir con los requisitos de accionamiento del motor, el motor no puede funcionar normalmente. Al considerar cómo elegir una fuente de alimentación, debemos centrarnos en dos aspectos, uno es el voltaje de la fuente de alimentación y el otro es la corriente de la fuente de alimentación.
Nota: ¡No invierta la polaridad de la fuente de alimentación externa, de lo contrario, dañará la placa de expansión!
Requisitos de voltaje de la fuente de alimentación externa
El chip que juega un papel clave en la placa de expansión AFMotor es el L293D. El rango de voltaje de suministro de CC permitido del chip es de 4,5 V ~ 25 V. Por lo tanto, la interfaz de fuente de alimentación externa de la placa de expansión AFMotor nos permite conectar una fuente de alimentación de 4.5V ~ 25V. Tenga en cuenta: esta es una especificación de voltaje muy amplia. La tensión de alimentación específica que debemos conectar viene determinada por la tensión de trabajo del motor accionado.
Requisitos de corriente de la fuente de alimentación externa
Al igual que el requisito de voltaje de la fuente de alimentación mencionado anteriormente, el requisito de corriente de la fuente de alimentación externa también está determinado por el motor accionado. Por lo general, el motor impulsado por la placa de expansión del motor AFMotor es un modelo de motor común (como se muestra en la imagen de la explicación de la fuente de alimentación anterior). Para este tipo de motor, su corriente de operación es de aproximadamente 500mA, por lo que solo necesitamos proporcionar una fuente de alimentación externa de 500 mA ~ 1000 mA para la placa de expansión. Tenga en cuenta que si la corriente de funcionamiento del motor que está manejando supera los 500 mA, entonces debería considerar instalar un disipador de calor para el L293D en la placa de expansión.
consumo de energía
Alimentación de un motor de CC, requisitos de voltaje y corriente Los motores requieren mucha energía, especialmente los motores baratos porque son menos eficientes. Lo primero que debe hacer es averiguar qué voltaje va a usar el motor. Si tiene suerte, su motor viene con algunas especificaciones. Algunos motores pequeños para pasatiempos solo están diseñados para funcionar con 1,5 V, pero los motores de 6-12 V son igual de comunes. El controlador del motor del escudo está diseñado para funcionar de 4,5 V a 25 V.
LA MAYORÍA de los motores de 1,5 a 3 V no funcionarán
Requisitos de corriente: Lo segundo que hay que averiguar es cuánta corriente necesita el motor. El chip controlador de motor incluido con el kit está diseñado para suministrar hasta 600 mA por motor con una corriente máxima de 1,2 A. Tenga en cuenta que una vez que se acerque a 1A, probablemente querrá colocar un disipador de calor en el controlador del motor, o tendrá una falla térmica, lo que podría quemar el chip.
Utilice SN754410
Algunas personas usan el chip controlador de motor SN754410 porque es compatible con pines, tiene diodos de salida y puede entregar 1A por motor, 2A pico. Después de leer detenidamente la hoja de datos y discutir con el soporte técnico de TI y los ingenieros de fuente de alimentación, parece que el diodo de salida solo está diseñado para protección ESD, y usarlo como protección contra contragolpes es un truco y no garantiza el rendimiento. Por lo tanto, el kit no viene con el SN754410, sino que utiliza el L293D con diodos de protección contra contragolpes integrados. Si está dispuesto a correr el riesgo y necesita liquidez adicional, no dude en comprar el SN754410 y reemplazar el chip proporcionado.
¿Necesitas más potencia? Compre otro juego de controladores L293D y suéldelos en la parte superior de la placa (piggyback). Voila, ¡duplica la funcionalidad actual! Puedes soldar 2 chips más en la parte superior, o probablemente no te servirá de mucho
No puede hacer funcionar un motor con una batería de 9 V, ¡así que ni siquiera pierda tiempo/batería! Utiliza baterías grandes de plomo ácido o NiMH. También es muy recomendable que configure dos fuentes de alimentación (fuentes de alimentación divididas), una para el Arduino y otra para los motores. ¡El 99% de los "problemas extraños del motor" se deben al ruido en las líneas eléctricas compartidas y/o a que no hay suficiente suministro!
Cómo configurar Arduino + Shield para alimentar los motores La fuente de alimentación para los Servos es la misma de 5V que usa el Arduino. Se recomienda un pequeño servidor amateur. Si quiere algo mejor, corte el rastro que va al + en el conector del servo y conecte su propio suministro de 5-6V.
Un motor de CC se alimenta de un "suministro de alto voltaje" en lugar de un suministro regulado de 5V. No conecte la alimentación del motor a la línea de 5V. A menos que estés seguro de que sabes lo que estás haciendo, ¡esta es una muy, muy mala idea!
Hay dos lugares donde se puede obtener el "suministro de alto voltaje" para el motor. Uno es el conector de CC en la placa Arduino y el otro es un bloque de 2 terminales marcado EXT_PWR en el escudo. El conector de CC en el Arduino tiene diodos de protección, por lo que no podrá estropear las cosas si conecta la alimentación incorrecta. suministro muy mal. Sin embargo, el terminal EXT_PWR en el escudo no tiene un diodo de protección (por muy buenas razones). ¡Solo tenga cuidado de no insertarlo al revés o destruirá el escudo del motor y/o Arduino!
Si desea una sola fuente de alimentación de CC para Arduino y los motores, simplemente conéctela al conector de CC de Arduino o al módulo PWR_EXT de 2 pines en el escudo. Coloque el puente de alimentación en la cubierta del motor.
Si tiene un Diecimila Arduino, configure el puente de alimentación de Arduino en EXT.
Tenga en cuenta que puede tener problemas para restablecer el Arduino si el suministro de la batería no proporciona energía constante, pero esta no es la forma recomendada de alimentar sus proyectos de motor.
Si desea que la alimentación USB de Arduino esté apagada y que la alimentación del motor sea CC, conecte el cable USB. Luego, conecte la alimentación del motor al PWR_EXTblock en la placa de protección. No coloque puentes sobre el escudo. Esta es la forma sugerida de impulsar su proyecto de motor
(Si tiene un Diecimila Arduino, no olvide configurar el puente de alimentación de Arduino en USB. Si tiene un Diecimila, alternativamente puede hacer lo siguiente: Enchufe la fuente de alimentación de CC en el
Si desea 2 fuentes de alimentación de CC separadas para Arduino y los motores. Enchufe la fuente de alimentación de Arduino en el conector de CC, luego conecte la fuente de alimentación del motor al bloque PWR_EXT. Asegúrese de quitar el puente de la cubierta del motor.
Si tiene un Diecimila Arduino, configure el puente Arduino en EXT. Este es el método sugerido para impulsar proyectos de motores.
De cualquier manera, si está utilizando un motor de CC/sistema paso a paso, el LED de la cubierta del motor debería encenderse, lo que indica que la potencia del motor es buena.
Así es como funciona:
Instale la biblioteca de motores AFMotor
Antes de usar la placa de expansión del motor AFMotor para impulsar el motor, debe instalar la biblioteca AFMotor en el IDE de Arduino. Si no sabe cómo hacerlo, haga clic aquí para ingresar a la página de instrucciones de la biblioteca de instalación del IDE de Arduino (http://www.taichi-maker.com/home…ll-arduino-library/).
Aquí le recomendamos dos bibliotecas de motores. Uno es obligatorio y el otro es opcional según sus necesidades.
La biblioteca requerida es la biblioteca AFMotor. Esta biblioteca está escrita especialmente para esta placa de expansión por Adafruit, el equipo de desarrollo de la placa de expansión AFMotor. Su ventaja es que es muy simple y fácil de usar, pero sus funciones son relativamente únicas. Si solo está manejando un motor modelo de CC, entonces la biblioteca AFMotor será suficiente.
Pero si aún desea usar la placa de expansión AFMotor para impulsar el motor paso a paso 28BYJ-48, aunque la biblioteca AFMotor también puede lograr esta función, su función es demasiado simple. Por lo tanto, le recomendamos que utilice la biblioteca AccelStepper para controlar el motor paso a paso. Tenga en cuenta: la biblioteca AccelStepper en sí no funciona con el escudo del motor AFMotor. Solo después de instalar la biblioteca AFMotor, la biblioteca AccelStepper se puede usar para que la placa de expansión del motor AFMotor controle el motor paso a paso con la cooperación de la biblioteca AFMotor. Es decir, ya sea que use la biblioteca AccelStepper o no, primero debe instalar la biblioteca AFMotor.
Aquí están los enlaces de descarga para estas dos bibliotecas:
Descargue la biblioteca AFMotor (https://pan.baidu.com/s/1xVViDOb_VIb0qenXVdGErw)
Descargue la biblioteca AccelStepper (https://pan.baidu.com/s/1PXKIEiSYR-P_3IpY5cs7tw)
Código fuente abierto del experimento arduino
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百五十四：L293D四路电机驱动扩展板 motor control shield 马达板
Adafruit Motor Shield模块 Arduino AFMotor 电机扩展板
1、安装库：百度搜索“AFMotor库”— 下载 — 拷贝到Arduino-libraries 文件夹中
2、实验之一：测试驱动M2直流电机
*/
#include <AFMotor.h>
AF_DCMotor motor(2, MOTOR12_64KHZ);
void setup() {
motor.setSpeed(200);
}
void loop() {
motor.run(FORWARD);
delay(1000);
motor.run(BACKWARD);
delay(1000);
motor.run(RELEASE);
delay(1000);
}
Diagrama de la escena del experimento de la placa de expansión del motor Arduino AFMotor
