موسوعة الإلكترونيات الحرة وتعليم البرمجيات.

مواضيع جديدة

الأربعاء، 6 مايو 2020

وحدة التحكم في المحرك L298N Motor Driver Module


شرح مكونات وطريقة عمل الوحدة النمطية L298N Motor Driver

ما هي وحدة الموتور درايفر L298N Motor Driver؟

وحدة المحرك L298N والتي تسمى بالموتور داريفر L298N هي وحدة تشغيل خاصة بالتحكم بالمحركات ذات التيار المباشر DC عالية الطاقة مثل الـ DC Motor والـ Stepper Motor. تتكون هذه الوحدة (الموديول) من دارة المتحكم المتكاملة L298 IC ومنظم الجهد ذات الخمسة فولت 78M05 Regulator. يمكن للوحدة L298N التحكم في تشغيل ما يصل إلى 4 محركات من الفئة DC، أو محركين DC مع التحكم في كل من الاتجاه والسرعة. 

والشكل التالي يوضح الشكل العام للوحدة النمطية L298N Motor Driver Module مع أهم أجزائها الخارجية ومداخلها ومخارج الجهد فيها

 

شرح أطراف التوصيل الخاصة في الوحدة أو الموديول L298N Motor Driver

اسم طرف التوصيل

وصف لوظيفة وأداء الطرف

IN1 و IN2

وهي أطراف التحكم في اتجاه حركة دوران المحرك الأول A

IN3 و IN4

وهي أطراف التحكم في اتجاه حركة دوران المحرك الثاني B

ENA

يتحكم هذا الطرف في تشغيل، إيقاف وسرعة المحرك الأول A

ENB

يتحكم هذا الطرف في تشغيل، إيقاف وسرعة المحرك الثاني B

OUT1 و OUT2

أطراف تشغيل المحرك الأول A

OUT3 و OUT4

أطراف تشغيل المحرك الثاني B

12V

طرف التغذية الموجب الإضافي والذي سيقوم بتشغيل المحركات. ويعمل على استقبال فولتية تتراوح ما بين 5 فولت الى 35 فولت. أما في حال أن قطعة التوصيل Jumper (con5) موصول، فيجب إضافة 2 فولت الى الحد الأدنى كي يقوم بتشغيل جميع عناصر الدارة، إضافة الى تغذية المحركات (أي 7 فولت على الأقل).

5V

وهو طرف التغذية الخاص بتشغيل الوحدة، وهو يعمل على إخراج جهد بمقدار 5 فولت وتيار يصل الى 0.5 أمبير في حال وجود دبوس التوصيل Con5 مكانه. أما في حال عدم وجود ذلك الجمبر Jumper (Con5) فيجب تغذية ذلك الطرف بخمسة فولت من الأردوينو أو أي مصدر آخر بمقدار 5 فولت.

GND

الطرف السالب.

 

مواصفات ومواصفات الوحدة طراز L298N

1- موديل التعريف الخاص بالوحدة هو L298N 2A

2- الرقاقة المستخدمة للتحكم Double H Bridge L298N

3- جهد إمداد المحرك (الحد الأقصى) هو 46 فولت.

4- تيار إمداد المحرك (الحد الأقصى) هو2 أمبير.

5- الجهد المنطقي هو 5 فولت.

6- الجهد المدخل من الطرف 12V من 5 الى 35 فولت.

7- كمية التيار التي تتحملها الوحدة لتشغيلها هي 2 أمبير.

8- التيار المنطقي من 0 الى 36 مللي أمبير.

9- أقصى حد لاستهلاك الطاقة الكهربائية هي 25 واط.

10- استشعار التيار الكهربائي في كل محرك.

11- يشمل على قطعة تبريد أي مبرد Heat Sink وذلك للحصول على أداء وكفاءة أفضل.

12- يشمل على مؤشر LED يشير الى عملية التشغيل. 

التحكم في اتجاه دوران المحرك باستخدام الوحدة L298N Module

تحتوي الوحدة على دبابيس أو أطراف تحكم في الاتجاه الدوراني لكل محرك. تتحكم دبابيس IN1 و IN2 في اتجاه دوران المحرك الأول A بينما يتحكم الطرف IN3 و IN4 في حركة اتجاه دوران المحرك الثاني B.

طبعاً كل ما يلزم هنا للتحكم في اتجاه دوران المحرك، هو تطبيق جهد منطقي مرتفع (5 فولت) أي HIGH أو جهد منطق منخفض (أرضي) LOW على هذه المدخلات. الجدول التالي يوضح آلية التحكم في اتجاه دوران المحرك الأول A المرتبط بهذه الوحدة

المدخل الأول IN1

المدخل الأول IN2

اتجاه الدوراني للمحرك

0 فولت

0 فولت

لا يدور المحرك

5 فولت

0 فولت

يدور المحرك الى الأمام

0 فولت

5 فولت

يدور المحرك الى الخلف

5 فولت

5 فولت

لا يدور المحرك

 

مكونات الوحدة L298N Module

كما نعلم، فالوحدة النمطية L298N مكونة من عدد من العناصر الالكترونية المتكاملة في الأداء، ومنها الدارة المتكاملة LM298 Motor Driver IC ، منظم الجهد 78M05 Voltage Regulator، المكثفات، المقاومات، مبرد الحرارة، مؤشر الليد (أي مؤشر الطاقة)، وصلة الـ 5V (Jumper Con5).

مبدأ عمل الوحدة النمطية L298N

كما ذكرنا من قبل، تتكون وحدة التحكم في المحرك L298N من وحدة التحكم L298 IC، والتي ساندها منظم الجهد 78M05، وغيرها من العناصر الالكترونية التي تتكامل في أدائها.

سيتم تمكين عمل منظم الجهد 78M05 فقط عند وضع قطعة التوصيل Jumper مكانها. فعندما يكون مصدر الطاقة أقل من أو يساوي 12 فولت، فسيتم تشغيل الدوائر الداخلية بواسطة منظم الجهد ويمكن استخدام دبوس الـ 5V كدبوس إخراج لتشغيل وحدة التحكم الدقيقة مثل المايكروكنترولر أو الأردوينو، وحتى الرازبري باي. أما في حال أن مصدر الطاقة المغذية كانت أكبر من 12 فولت؛ فلا يجب وضع وصلة المرور Jumper. وعندها يجب إعطاء الطرف 5V قيمة فولتية منفصلة بمقدار 5 فولت، وذلك لتشغيل الدائرة الداخلية وضمان عدم تلف دارة منظم الجهد الداخلية. كما ويجب مراعاة عدم تغذية الدارة بمصدر من طرف الـ 12V والطرف 5V في نفس الوقت في حال أن كانت قطعة التوصيل Jumper (con5) في مكانها.

من المفيد معرفته أيضاً، أن مقدار فرق الجهد بين طرفي المخرج OUT1 و OUT2 تساوي قيمة فرق الجهد عند طرف الـ 12 فولت مطروحاً منها 2 فولت وهي ما تسمى بانهيار الجهد Voltage Drop اللازم لتشغيل المكونات الداخلية للوحدة النمطية L298N. فمثلاً، وبالنظر إلى انخفاض الجهد بمقدار 2 فولت عند المخرجات، إذا كنت تستخدم محركات 5 فولت، فستحتاج إلى توفير 7 فولت في منطقة تزويد طاقة المحرك أي عند الطرف 12V. وإذا كان لديك محركات تعمل على فرق جهد 12 فولت، فيجب أن يكون جهد تزويد المحرك 14 فولت.

أما أطراف التوصيل أو الدبابيس ENA و ENB فهي أطراف التحكم في السرعة للمحرك A والمحرك B. بينما IN1 و IN2 و IN3 و IN4 هي أطراف التحكم في الاتجاه للمحرك A والمحرك B على التوالي.

التركيب الداخلي للوحدة النمطية L298N ومكوناتها

الشكل التالي يشمل على مخطط الدائرة الداخلية لوحدة التحكم في المحرك L298N مع طريقة التوصيل

 

تطبيقات وحدة L298N

1- التحكم في تشغيل وسعة واجاه دوران المحركات ذات التيار المستمر DC.

2- تشغيل المحركات الخطوية Stepper Motors.

3- لتحكم في الروبوتات من أذرع ومناور وغيرها.

4- التطبيقات التي تتطلب تغيير في اتجاه التيار الكهربائي من موجب – سالب وبالعكس.

وحدات تشغيل مماثلة لـ L298N

هنالك العديد من وحدات التشغيل التي يتم التحكم بها عبر الإشارات المنطقية والمماثلة للوحدة L298N. ومن أهم تلك الوحدات البديلة، هي وحدات التشغيل DRV8711، DRV8825، TMC2209، A4988 والوحدة L9110S.

 


ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

اترك لنا أي سؤال أو تعليق ونحن نسعد بخدمتكم وإجابة استفساراتكم

???????