使用Arduino和L293D控制电机的初学者指南

风筝

在本篇文章中，您将学习到如何通过使用Arduino开发板和L293D驱动器控制直流电机、步进电机和伺服电机。在本文结束时，您可以实现控制旋转方向、加速度、速度、功率和轴位置。

为什么用L293D驱动电机？

驱动电动机需要大电流。另外，旋转方向和速度是两个需要控制的重要参数。这些要求可以通过使用微控制器（或像Arduino这样的开发板）来处理。但有个问题；微控制器无法提供足够的电流来运行电机，如果直接将电机连接到微控制器，可能会损坏微控制器。例如，Arduino UNO引脚限制为40mA电流，远小于控制小型电机所需的100-200mA电流。要解决这个问题，我们应该使用电机驱动器。电机驱动器可以连接到微控制器以接收命令并以高电流运行电机。

L293D是最受欢迎的电机驱动器之一，可驱动直流电机，电流负载高达1A.L293D有4个输出，适用于4线步进电机。 L293D也可用于驱动伺服电机。在本项目中，您将学习如何使用L293和Arduino UNO作为控制器来驱动电机。

所需的组件

●    Arduino UNO R3开发板

●    公USB A对公USB B线

●    L293D驱动器

●    迷你面包板

●    面包板跳线

●    30V 3A可调电源

●    直流减速电机

●    BYGH403 1.65A步进电机

●    TowerPro MG995 55G金属齿轮伺服电机

控制直流电动机

有几种类型的直流电机，但在这里我们将使用简单的有刷直流电机。它有小塑料齿轮，很容易驾驶。该电机适用于小型机器人和玩具。

电路

在此电路中，可调电源可以用9V电池或电源适配器替换。确保所有电线和电缆连接正确，然后上传代码。

代码

这是一个非常简单的代码。 您可以添加更多代码行以提高电机性能。

1. // Basic sketch for trying out the L293D by www.Electropeak.com
   
2. // Running single DC motor by L293D
   
3. // 20/08/2018
   
4. 
   
5. 
   
6. #define MOTOR_EN_1_2  10
   
7. #define MOTOR_IN1     9
   
8. #define MOTOR_IN2     8
   
9. 
   
10. #define slow 64
    
11. #define normal 128
    
12. #define fast 255
    
13. 
    
14. int Speed;
    
15. 
    
16. void Forward_Rev(void){
    
17.   analogWrite(MOTOR_EN_1_2, Speed);
    
18.   digitalWrite(MOTOR_IN1, HIGH);
    
19.   digitalWrite(MOTOR_IN2, LOW);
    
20. }
    
21. 
    
22. void Backward_Rev(void){
    
23.   analogWrite(MOTOR_EN_1_2, Speed);
    
24.   digitalWrite(MOTOR_IN1, LOW);
    
25.   digitalWrite(MOTOR_IN2, HIGH);
    
26. }
    
27. 
    
28. void Forward_ramp_up(void){
    
29.   digitalWrite(MOTOR_IN1, HIGH);
    
30.   digitalWrite(MOTOR_IN2, LOW);
    
31.   for (int i=0; i<255; i++) { analogWrite(MOTOR_EN_1_2, i); delay(10); } } void Forward_ramp_down(void){ digitalWrite(MOTOR_IN1, HIGH); digitalWrite(MOTOR_IN2, LOW); for (int i=255; i>=0; i--) {
    
32.     analogWrite(MOTOR_EN_1_2, i);
    
33.     delay(10);
    
34.   }
    
35. }
    
36. 
    
37. void Backward_ramp_up(void){
    
38.   digitalWrite(MOTOR_IN1, LOW);
    
39.   digitalWrite(MOTOR_IN2, HIGH);
    
40.   for (int i=0; i<255; i++) { analogWrite(MOTOR_EN_1_2, i); delay(10); } } void Backward_ramp_down(void){ digitalWrite(MOTOR_IN1, LOW); digitalWrite(MOTOR_IN2, HIGH); for (int i=255; i>=0; i--) {
    
41.     analogWrite(MOTOR_EN_1_2, i);
    
42.     delay(10);
    
43.   }
    
44. }
    
45. 
    
46. void Brake(void){
    
47.   digitalWrite(MOTOR_IN1, HIGH);
    
48.   digitalWrite(MOTOR_IN2, HIGH);
    
49. }
    
50. 
    
51. void setup() {
    
52.   
    
53.   Serial.begin(9600);
    
54.   Serial.println("L293D DC motor test");
    
55. 
    
56.   pinMode(MOTOR_EN_1_2, OUTPUT);
    
57.   pinMode(MOTOR_IN1, OUTPUT);
    
58.   pinMode(MOTOR_IN2, OUTPUT);
    
59. }
    
60. 
    
61. void loop() {
    
62. 
    
63.   Speed=normal; // Normal Speed
    
64. 
    
65.   Forward_Rev();
    
66.   delay(1000);
    
67.   Brake();
    
68.   delay(500);
    
69.   Backward_Rev();
    
70.   delay(1000);
    
71.   Brake();
    
72.   delay(500);
    
73.   Forward_ramp_up();
    
74.   Forward_ramp_down();
    
75.   Backward_ramp_up();
    
76.   Backward_ramp_down();
    
77.   
    
78. }

复制代码

控制步进电机

在这个项目中，我们使用四线步进电机。 您可以在三种模式下控制步进电机。 单步、半步和功率步。 您应该知道步进电机的接线连接。 如果不这样做，请使用欧姆表来查找。

电路

有时，步进电机会在电路中产生一些噪音。 你可以并联一些电容来移除它们。

代码

此代码仅适用于首次运行。 要提高电机的性能，可以使用Arduino库的示例代码

控制伺服电机

微型伺服电机（也称为9g伺服电机）在机器人手臂等小机器人项目中非常有用。 您应该生成PWM信号来控制伺服电机。 伺服电机根据其类型和尺寸可以非常快速和强大。

电路

代码

以下是Arduino库的代码

1. #include
   
2. 
   
3. Servo myservo;  // create servo object to control a servo
   
4. // twelve servo objects can be created on most boards
   
5. 
   
6. int pos = 0;    // variable to store the servo position
   
7. 
   
8. void setup() {
   
9.   digitalWrite(10,HIGH
   
10.   );
    
11.   myservo.attach(9);  // attaches the servo on pin 9 to the servo object
    
12. }
    
13. 
    
14. void loop() {
    
15.   for (pos = 0; pos <= 180; pos += 3) { // goes from 0 degrees to 180 degrees // in steps of 1 degree myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos' delay(5); // waits 15ms for the servo to reach the position } for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 3) { // goes from 180 degrees to 0 degrees
    
16.     myservo.write(pos);              // tell servo to go to position in variable 'pos'
    
17.     delay(5);                       // waits 15ms for the servo to reach the position
    
18.   }
    
19. }

复制代码