Статья про драйвер моторов RKP-01B на микросхеме L298N

Драйвер моторов для роботов RKP-MDL298-01B двухканальный на микросхеме L298N.
С его помощью можно контролировать вращение двух независимых коллекторных моторов постоянного тока (DC-моторов) или одного двухобмоточного четырехпроводного шагового двигателя.

Модуль может применяться вместе с Arduino, в том числе для построения движущихся роботов на колесном или гусеничном приводе.
Схема подключения драйвера моторов RKP-MDL298-01B к контроллеру Arduino (Ардуино) на Рис. 1.


Рис. 1

Плата построена на основе микросхемы L298N.
Посмотреть даташит микросхемы драйвера моторов L298N (формат PDF размер 611 КБ)

Что позволяет легко управлять двумя электромоторами использующими питание от 5В до 30В. Установленный на основную микросхему L298N радиатор охлаждения позволяет выдерживать ток нагрузки до 2A на канал. Для защиты драйвера моторов от перегрузки используются специальные диоды Шоттки (Schottky diode). Модуль контроллера двигателей RKP-01B используется в различных робототехнических проектах, в том числе для построения движущихся роботов на колесном или гусеничном приводе.

Для гальванической развязки силовой части драйвера моторов RKP-MDL298-01B использован четырех канальный оптрон TLP521-4 в корпусе DIP-16 по четыре оптрона в каждом.


Рис. 2

Технические характеристики TLP521-4
- Тип оптопары: фототранзистор
- Напряжение изоляции: 2.5 кВ
- Максимальный прямой ток: 50 мА
- Максимальное выходное напряжение: 55 В
- Время включения/выключения: 3 нс
- Тип корпуса: DIP16

Посмотреть даташит оптопары с фототранзисторным выход TLP521-4 для гальванической развязки силовой части драйвера (формат PDF размер 381 КБ)


Рис. 3

Конфигурация выводов оптопары TLP521-4 на Рис. 3.
1, 3, 5, 7 - Анод (Anode)
2, 4, 6, 8 - Катод (Cathode)
9, 11, 13, 15 - Эмиттер (Emitter)
10, 12, 14, 16 - Коллектор (Collector)

Фототранзисторные оптопары расположенные внутри микросхемы TLP521-4 изготовлены фирмой Toshiba Semiconductor и состоят из фототранзисторов, оптически соединенных внутри корпуса через арсенид галлия с инфракрасным диодом который испускает свечение.
Оптрон на микросхеме TLP521-4 обеспечивает четыре изолированных независимых канала (DIP корпус микросхемы с шестнадцатью выводами установлен на колодке для быстрой замены при необходимости).
Четырехканальная фототранзисторная оптопара на микросхеме TLP521-4 служит для гальванической развязки силовой части управления шаговым двигателем от микроконтроллера.

Для обеспечения стабилизированного напряжения положительной полярности 5V (при токе до 1A) на плате драйвера моторов RKP-MDL298-01B размещен линейный стабилизатор напряжения на чипе LM7805. Стабилизатор LM7805 предназначен для обеспечения напряжения +5V, чтобы запитать как внутреннюю часть схемы управления драйвера моторов так и внешние цепи управления, например, непосредственно микроконтроллер MCU. Таким образом, возможно подать на плату регулятора моторов RKP-MDL298-01B любое не стабилизированное напряжение в диапазоне от 7.5V до 20V и получить в результате независимое управление двумя коллекторными моторами, а также стабилизированное напряжение 5V для питания внешней управляющей части вашего микроконтроллера MCU и различных датчиков или сенсоров робота.

3-х выводной стабилизатор напряжения положительной полярности +5V на ток до 1А LM7805 является линейным стабилизатором, разработанным компанией Fairchild Semiconductor. Стабилизатор выпускается в корпусе TO-220AB, и при больших нагрузках по току, крепится на теплоотвод, используя специальное отверстие 3 мм. Стабилизатор LM7805 имеет фиксированное выходное напряжение положительной полярности 5V и выходной ток 1A. На вход устройства подаётся не стабилизированное напряжение, а в диапазоне от 7,5V до 20V. Нестабильность выходного напряжения или тока составляет 50mV. Регулятор LM7805 может применяться с внешними компонентами для получения регулируемых напряжений и токов. Стабилизатор LM7805 предназначен для использования в источниках питания различных логических систем мехатроники.

Технические особенности линейного стабилизатора напряжения LM7805:
- Не требуются внешние дополнительные электронные компоненты
- Присутствует внутренняя термозащита и ограничение тока
- Максимальное входное напряжение: 20V
- Минимальное входное напряжение: 7.5V
- Выходное стабилизированное напряжение: +5V
- Максимальный выходной ток: 1A
- Тип корпуса: TO-220AB
Посмотреть даташит линейного стабилизатора напряжения LM7805 (формат PDF размер 338 КБ)

Для подключения коллекторных моторов постоянного тока служат порты оборудованные специальными разъемами (см. Рис. 4):

Рис. 4

Контакты A и B предназначены для подключения первого коллекторного мотора.
Контакты C и D предназначены для подключения второго коллекторного мотора.
(управление двумя коллекторными электромоторами полностью независимо друг от друга)

Входное напряжение управляемой части в диапазоне от +5V до +30V подключите к контакту клемника "VDD".
Управление двумя коллекторными DC-моторами осуществляется через специальные входы: IN1, IN2, IN3, IN4.
PWA (5V-A) - надетая перемычка активирует включение канала управления двигателем A (мотор №1).
PWB (5V-B) - надетая перемычка активирует включение канала управления двигателем B (мотор №2).
Для контроля скорости вращения двигателей необходимо соединить с ШИМ-выходом вашего MCU (PWM Interface) - пользовательский интерфейс ШИМ-контроллера (PWM) платы контроллера RKP-MDL298-01B.

Для задания необходимого направления вращения двигателя A (мотор №1) (см. таблицу ниже)


PWA IN1 IN2 Состояние мотора А (мотор №1)
PWM>0 0 0 Стоп
PWM>0 0 1 Вращение по часовой стрелки
PWM>0 1 0 Вращение против часовой стрелки
PWM>0 1 1 Стоп


Для задания необходимого направления вращения двигателя B (мотор №2) (см. таблицу ниже)

PWB IN3 IN4 Состояние мотора B (мотор №2)
PWM>0 0 0 Стоп
PWM>0 0 1 Вращение по часовой стрелки
PWM>0 1 0 Вращение против часовой стрелки
PWM>0 1 1 Стоп


Для подключения к плате контроллера RKP-MDL298-01B одного двухобмоточного четырехпроводного шагового двигателя используются одновременно все четыре контакта A, B, C, D, которые подключаются на четыре обмотки шагового двигателя A, B, C, D соответственно (см. Рис. 5).




Рис. 5

Логика управления шаговым двигателем выглядит следующим образом: A, B, C, D, это четыре обмотки шагового двигателя.
Таблица ниже (четыре фазы шагового двигателя).



Управление шаговым двигателем осуществляется аналогично управлению двумя DC-моторами, при помощи сигналов PWA, IN1, IN2 и PWB, IN3, IN4.

Просмотров: 7746

Дата: Четверг, 26 Декабря 2013

Обратите внимание на следующие товары:

Обратная связь

Телефон магазина:
м. "Жулебино"
(499) 796-69-91