Arduino教程--第四十一课Arduino直流电机

第四十一课Arduino 直流电机
在本章中，我们将使用Arduino板〔UNO〕连接不同类型的电机，并向你展示如何连接电机并从电路板上驱动它。

有三种不同类型的电机：
•DC motor 直流电机
•Servo motor 伺服电机
•Stepper motor 步进电机
直流电机〔DC—Direct Current motor〕是最常见的电机类型。

直流电动机通常只有两个引线，一个正极和一个负极。

如果将这两根引线直接连接到电池，电机将旋转。

如果切换引线，电机将以相反的方向旋转。

警告 - 不要直接从Arduino板引脚驱动电机。

这可能会损坏电路板。

使用驱动电路或IC。

我们将本章分为三个局部：
•只让你的电机旋转
•控制电机速度
•控制直流电机的旋转方向
必需的组件
你将需要以下组件：
•1x Arduino UNO 板
•1x PN2222 晶体管
•1x 小型6V直流电机
•1x 1N4001二极管
•1x 270Ω电阻
程序
按照电路图进展连接，如如下图所示。

预防措施
进展连接时，请采取以下预防措施：
•首先，确保晶体管以正确的方式连接。

如下列图，晶体管的扁平面应该面向Arduino 板。

•其次，根据图像中所示的排列，二极管的条纹端应朝向+5V电源线。

Arduino旋转控制代码
int motorPin = 3;
void setup() {
}
void loop() {
digitalWrite(motorPin, HIGH);
}
代码说明
晶体管就像一个开关，控制电机的功率。

Arduino引脚3用于打开和关闭晶体管，并在草图中命名为“motorPin〞。

结果
当Arduino引脚3变为高电平时，电机将全速旋转。

电机速度控制
以下是连接到Arduino板的直流电机的原理图。

Arduino代码
int motorPin = 9;
void setup() {
pinMode(motorPin, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
while (! Serial);
Serial.println("Speed 0 to 255");
}
void loop() {
if (Serial.available()) {
int speed = Serial.parseInt();
if (speed >= 0 && speed <= 255) {
analogWrite(motorPin, speed);
}
}
}
代码说明
晶体管就像一个开关，控制电机的功率。

Arduino引脚3用于打开和关闭晶体管，并在草图中命名为“motorPin〞。

当程序启动时，它会提示你提供值以控制电机的速度。

你需要在串口监视器中输入介于0和255之间的值。

在“loop〞函数中，命令“Serial.parseInt〞用于读取在串口监视器中作为文本输入的数字，并将其转换为“int〞。

你可以在此处输入任何数字。

如果数字在0到255之间，下一行中的“if〞语句只使用此数字进展模拟写入。

结果
直流电机将根据通过串口接收的值〔0到250〕以不同的速度旋转。

旋转方向控制
为了控制直流电机的旋转方向，无需互换引线，可以使用称为H桥的电路。

H桥是可以双向驱动电机的电子电路。

H桥用于许多不同的应用中。

最常见的应用之一是控制机器人中的电机。

它被称为H桥，是因为它使用四个晶体管连接，使示意图看起来像一个“H〞。

我们将在这里使用L298 H桥IC。

L298可以控制直流电机和步进电机的速度和方向，并可以同时控制两个电机。

每个电机的额定电流为2A。

然而，在这些电流下，你将需要使用散热片。

必需的组件
你将需要以下组件：
• 1 × L298桥式IC
• 1 ×直流电机
• 1 × Arduino UNO
• 1 ×面包板
•10 ×跳线
程序
以下是Arduino Uno板的直流电机接口示意图。

上图显示了如何连接L298 IC控制两个电机。

每个电机有三个输入引脚，Motor1的Input1(IN1)，Input2(IN2)和Enable1(EN1)；Motor2的Input3，Input4和Enable2。

由于在这个例子中我们只控制一个电机，因此我们将把Arduino连接到L298 IC的IN1〔引脚5〕，IN2〔引脚7〕和Enable1〔引脚6〕。

引脚5和7是数字的，即ON或OFF输入，而引脚6需要脉冲宽度调制〔PWM〕信号来控制电机速度。

下表显示了电机根据IN1和IN2的数字值转动的方向。

IN1IN2电机行为
制动
1向前
1向后
11制动
IC L298的引脚IN1连接到Arduino的引脚8，而IN2连接到引脚9。

Arduino的这两个数字引脚控制电机的方向。

IC的EN A引脚连接到Arduino的PWM引脚2。

这将控制电机的速度。

为了设置Arduino引脚8和9的值，我们使用了digitalWrite()函数，而设置引脚2的值，我们必须使用analogWrite()函数。

连接步骤
•将IC的5V和接地分别连接到Arduino的5V和接地。

•将电机连接到IC的引脚2和3。

•将IC的IN1连接到Arduino的引脚8。

•将IC的IN2连接到Arduino的引脚9。

•将IC的EN1连接到Arduino的引脚2。

•将ICD的SENS A引脚接地。

•使用Arduino USB线连接Arduino，并使用Arduino IDE软件将程序上传到Arduino。

•使用电源，电池或USB线为Arduino板供电。

Arduino代码
结果
电机首先在顺时针〔CW〕方向运行3秒，然后逆时针〔CCW〕运行3秒。