IC điều khiển động cơ DC L298N

0
418

IC điều khiển động cơ DC L298N ứng dụng nhiều trong lĩnh vực embedded, đặc biệt là trong robot. Hầu hết các bộ vi điều khiển hoạt động ở điện áp (5V) và dòng điện rất thấp còn các động cơ thì yêu cầu điện áp và dòng điện cao hơn. Vì vậy, các vi điều khiển không thể cấp dòng điện cao hơn cho động cơ nếu không sử dụng các IC điều khiển động cơ DC.

IC điều khiển động cơ DC L298N

IC điều khiển động cơ là bộ khuếch đại dòng điện nhỏ, nhận tín hiệu dòng điện thấp và đưa ra tín hiệu dòng điện cao cấp cho động cơ. IC cũng có thể điều khiển chiều quay của động cơ.

IC điều khiển động cơ DC có nhiều loại tùy thuộc vào điện áp cấp tối đa, dòng điện đầu ra tối đa, công suất tiêu thụ định mức, điện áp tải và số lượng đầu ra, v.v. Bài viết này sẽ đề cập đến IC điều khiển động cơ DC L298N.

IC được sử dụng trong dự án điều khiển tốc độ động cơ một chiều và giúp giao tiếp với động cơ DC dễ dàng với bộ vi điều khiển. Hữu dụng trong điều khiển robot qua Bluetooth sử dụng vi điều khiển PIC. Có thể tham khảo robot dò đường để biết thêm các ứng dụng của IC L298N.

Các tính năng của Module điều khiển động cơ DC L298N

L298N là một package tích hợp đa công suất 15W có khả năng cấp điện áp cao cho động cơ DC. Là IC điều khiển full-bridge kép có dòng điện cao được thiết kế để nhận tín hiệu chuẩn logic TTL. Có thể điều khiển tải cảm, ví dụ như rơ le, van điện từ, động cơ (DC và động cơ bước), v.v.

Các tính năng cơ bản:

  • Điện áp cấp tối đa 46V
  • Dòng điện DC đầu ra tối đa 4A
  • Điện áp bão hòa thấp
  • Bảo vệ quá nhiệt
  • Điện áp đầu vào tương ứng logic “0” lên đến 1,5 V

Sơ đồ chân L298N

Sơ đồ mặt trên:

Sơ đồ chân L298N 

Mạch bên trong IC:

Mạch bên trong IC:

Mô tả chân của module L298N

Mô tả chân của module L298N

L298N có bốn bộ khuếch đại công suất làm việc độc lập. Hai trong số đó tạo thành mạch H-bridge A và hai bộ khuếch đại còn lại tạo thành mạch H-bridge B. Một H-bridge dùng để chuyển đổi cực điều khiển hướng quay của động cơ điện một chiều. 2 mạch H-bridge điều khiển động cơ bước hai cực.

  • Amp A1 và A2 => H-bridgeA
  • Amp B1 và ​​B2 => H-bridge B

Về cơ bản, L298N được sử dụng để điều khiển tải cảm hoặc tải từ tính, nên có thể có điện áp tăng đột ngột ở đầu ra. Để tránh tang đột ngột điện áp nên mắc thêm diode flywheel hoặc kí sinh (parasitic diode). Ví dụ diode Schottky 1N5819 hoặc diode chỉnh lưu 1N4001.

Mỗi mạch bridge có các chân kích hoạt (ENA, ENB) và chân cảm biến dòng điện (CSA, CSB). Các chân cảm biến dòng điện có thể mắc với mass nhưng cũng có thể mắc thêm điện trở ở giữa có giá trị thấp và giá trị điện áp trên điện trở sẽ tỷ lệ với dòng điện. Cả hai chân cho phép đều có thể được sử dụng cùng một lúc, giúp tất cả các đầu ra hoạt động cùng một lúc. Tất cả bốn đầu vào và chân cho phép hoạt động ở mức logic TTL 5V giúp kết nối dễ dàng với vi điều khiển.

  • ENA = 5v tương ứng logic cao (Bộ khuếch đại A1 và A2 bật)
  • ENA = 0v tương ứng logic thấp (Bộ khuếch đại A1 và A2 tắt)
  • ENB = 5v tương ứng logic cao (Bộ khuếch đại B1 và ​​B2 bật)
  • ENB = 0v tương ứng logic thấp (Bộ khuếch đại B1 và ​​B2 tắt)

Nguyên lý hoạt động của ic điều khiển động cơ L298N

Bây giờ hãy xem xét một ví dụ sử dụng IC H-bridge L298N điều khiển hai động cơ DC. Chúng ta sẽ thay đổi cực tính để động cơ quay theo một trong hai hướng phụ thuộc vào mức logic.

  • Các đầu vào: Bốn đầu vào được cấp cho bốn bộ khuếch đại công suất của L298N. Sử dụng các nút nhấn để khi nào nút nhấn nào được nhấn thì động cơ tương ứng sẽ bắt đầu quay. Hai đầu vào sẽ điều khiển tương ứng 2 động cơ. Thay vì nút nhấn, chúng ta có thể sử dụng chuyển đổi logic trong phần mềm proteus một cách dễ dàng.
  • Các bit kích hoạt được sử dụng để chọn bộ khuếch đại hoạt động. ENA sẽ chọn hai bộ khuếch đại A1, A2 và ENB sẽ chọn hai bộ khuếch đại B1, B2. Khi hoạt động như mạch bridge, ENA chọn bridge A và ENB chọn bridge B. Để điều khiển cả hai động cơ bằng cách sử dụng mạch H-bridge, cả hai bit cho phép đều được đặt ở mức logic cao.
  • Các đầu ra: Có bốn đầu ra. Đầu ra cho động cơ A ở chân out1, out2 và tương tự động cơ B ở chân out3, out4. L298N không có tích hợp diode bảo vệ, chúng tôi đã sử dụng diode bên ngoài để bảo vệ vi mạch bị hỏng.
  • IC đang sử dụng hai điện áp khác nhau. Ở phía đầu vào, 5v được cấp vào chân 9 (Vss), các nút nhấn và các bit kích hoạt. Ở đầu ra, chân 4 (Vs) cấp điện áp cho động cơ có thể lên đến 46V. Ở đây chúng tôi không sử dụng chân cảm biến dòng điện, vì vậy đã kết nối các chân 1 & 15 xuống mass. Tốc độ động cơ sẽ thấp nếu có điện áp thấp ở phía đầu ra.

Ví dụ mạch IC L298N điều khiển hướng quay động cơ DC

Kích chân 6, và các cấp mức logic sau:

  • Chân 5 = cao, chân 7 = thấp, động cơ A sẽ quay theo chiều kim đồng hồ.
  • Chân 5 = thấp, chân 7 = cao, động cơ A sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ
  • Chân 5 = cao, chân 7 = cao, động cơ A sẽ dừng
  • Chân 5 = thấp, chân 7 = thấp, động cơ A sẽ dừng

Kích chân 11, và các cấp mức logic sau:

  • Chân 10 = cao, chân 12 = thấp, động cơ B sẽ quay theo chiều kim đồng hồ
  • Chân 10 = thấp, chân 12 = cao, động cơ B sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ
  • Chân 10 = cao, chân 12 = cao, động cơ B sẽ dừng
  • Chân 10 = thấp, chân 12 = thấp, động cơ B sẽ dừng

Trong ví dụ mô phỏng trong proteus, chúng tôi đã sử dụng các đầu vào toggle logic. Có thể thay đổi toggle logic bật tắt đầu tiên nếu phải chạy động cơ liên tục. Ngoài các nút được mắc với nguồn điện thì các nút khác được mắc với đầu vào của L298N. Miễn là nút được nhấn, động cơ sẽ quay theo chiều tương ứng với mức logic mà nút nhấn cấp. Nên sử dụng các tấm tản nhiệt khi làm thực tế.

Video hướng dẫn điều khiển động cơ điện DC

YouTube video

Sơ đồ mạch điều khiển 2 động cơ bằng IC L298N

Sơ đồ mạch điều khiển 2 động cơ bằng IC L298N

Ở trạng thái hiện tại, cả hai động cơ đều đang quay theo chiều kim đồng hồ. Nếu đảo ngược cả hai logic đầu vào, chúng sẽ quay theo hướng ngược chiều kim đồng hồ. Và nếu có cùng mức logic được cấp cho đầu vào tương ứng với động cơ nào thì sẽ không thể quay theo một trong hai hướng và sẽ dừng lại.

>> Mời anh em xem thêm

Tôi là một người làm việc trong lĩnh vực cơ khí, thiết bị công nghiệp....Blog là nơi tôi chia sẻ thông tin hữu ích đến các bạn đọc.
Subscribe
Notify of
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments