大總結L298N的詳細驅動直流電機和步進電機

2021-03-18 02:13:36 字數 4426 閱讀 2719

大總結電機驅動電路;電機轉速控制電路(pwm訊號)

主要採用l298n,通過微控制器的i/o輸入改變晶元控制端的電平,即可以對電機進行正反轉,停止的操作,輸入引腳與輸出引腳的邏輯關係圖為

驅動原理圖

l298n電機驅動模組圖

1.1 實物圖

1.2 原理圖

1.3 各種電機實物接線圖

1.4 各種電機原理圖

1.5 模組介面說明

l298n電機驅動模組圖

1.1 實物圖

正面背面

1.2 原理圖

1.3 各種電機實物接線圖

直流電機實物接線圖

4相步進電機實物接線圖

3相步進電機實物接線圖

1.4 各種電機原理圖

直流電機原理圖步進電機原理圖

1.5 模組介面說明

+5v:晶元電壓5v。

vcc:電機電壓,最大可接50v。

gnd:共地接法。

a-~d-:輸出端,接電機。

a~d+ :為步進電機公共端,模組上接了vcc。

en1、en2:高電平有效,en1、en2分別為 in1和in2、in3和in4的使能端。

in1~ in4:輸入端,輸入端電平和輸出端電平是對應的。

我正在用l298n驅動我的小車的兩個直流減速電機,其實它很好用,

1和15和8引腳直接接地,

4管腳vs接2.5到46的電壓,它是用來驅動電機的,

9引腳是用來接4.5到7v的電壓的,它是用來驅動l298晶元的,

記住,l298需要從外部接兩個電壓,乙個是給電機的,另乙個給l298晶元的

6和11引腳是它的使能端,乙個使能端控制乙個電機,至於那個控制那個你自己焊接,你可以把它理解為總開關,只有當它們都是高電平的時候兩個電機才有可能工作,

5,7,10,12是298的訊號輸入端和微控制器的io口相連,

2,3,13,14是輸出端,

輸入5和7控制輸出2和3, 輸入的10,12控制輸出的13,14

l298n型驅動器的原理及應用

l298n是sgs公司的產品,內部包含4通道邏輯驅動電路。是一種二相和四相電機的專用驅動器,即內含二個h橋的高電壓大電流雙全橋式驅動器,接收標準ttl邏輯電平訊號,可驅動46v、2a以下的電機。其引腳排列如圖1中u4所示,1腳和15腳可單獨引出連線電流取樣電阻器,形成電流感測信

l298n的恆壓恆流橋式2a驅動晶元l298n說明及應用

l298是sgs公司的產品,比較常見的是15腳multiwatt封裝的l298n,內部同樣包含4通道邏輯驅動電路。可以方便的驅動兩個直流電機,或乙個兩相步進電機。l298n晶元可以驅動兩個二相電機,也可以驅動乙個四相電機,輸出電壓最高可達50v,可以直接通過電源來調節輸出電壓;可以直接用微控制器的io口提供訊號;而且電路簡單,使用比較方便。

l298n可接受標準ttl邏輯電平訊號vss,vss可接4.5~7 v電壓。4腳vs接電源電壓,vs電壓範圍vih為+2.5~46 v。輸出電流可達2.5 a,可驅動電感性負載。

1腳和15腳下管的發射極分別單獨引出以便接入電流取樣電阻,形成電流感測訊號。l298可驅動2個電動機,out1,out2和out3,out4之間可分別接電動機,本實驗裝置我們選用驅動一台電動機。5,7,10,12腳接輸入控制電平,控制電機的正反轉。

ena,enb接控制使能端,控制電機的停轉。表1是l298n功能邏輯圖。

in3,in4的邏輯圖與表1相同。由表1可知ena為低電平時,輸入電平對電機控制起作用,當ena為高電平,輸入電平為一高一低,電機正或反轉。同為低電平電機停止,同為高電平電機剎停。

l298n控制器原理如下:圖3是控制器原理圖,由3個虛線框圖組成。

下面是3個虛線框圖功能:

(1)虛線框圖1控制電機正反轉,u1a,u2a是比較器,vi來自爐體壓強感測器的電壓。當vi>vrbf1時,u1a輸出高電平,u2a輸出高電平經反相器變為低電平,電機正轉。同理vi<vrbf1時,電機反轉。

電機正反轉可控制抽氣機抽出氣體的流量,從而改變爐體壓強。

(2)虛線框圖2中,u3a,u4a兩個比較器組成雙限比較器,當vb<vi<va時輸出低電平,當vi>va,vi<vb時輸出高電平。va,vb是由爐體壓強轉感器轉換電壓的上下限,即反應爐體壓強控制範圍。根據工藝要求,我們可自行規定va,vb的值,只要爐體壓強在va,vb所確定範圍之間電機停轉(注意vb<vrbf1<va,如果不在這個範圍內,系統不穩定)。

(3)虛線框圖3是乙個長延時電路。u5a是乙個比較器,rs1是取樣電阻,vrbf2是電機過流電壓。rs1上電壓大於vref2,電機過流,u5a輸出低電平。

由上面可知,框圖1控制電機正反轉,框圖2控制爐體壓強的紋波大小。當爐體壓強太小或太大時,電動機轉到兩端固定位置停止,根據直流電機穩態執行方程[3]:

u=ceфn+raia

其中:ф為電機每極磁通量;  ce為電動勢常數; n為電機轉數; ia為電樞電流;

ra電樞迴路電阻。

電機轉數n為0,電機的電流急劇增加,時間過長將會使電機燒壞。但電機起動時,電機中線圈中的電流也急劇變大,因此我們必須把這兩種狀態分開。長延時電路可把這兩種狀態區分出來。

長延時電路工作原理:當rs1過流u5a產生乙個負脈衝經過微分後,脈衝觸發555的2腳,電路置位,3腳輸出高電平,由於放電端7腳開路,c1,r5及u6a組成積分器開始積分,電容c1上的充電電壓線性上公升,延時運放積分常數為100r5c1。當c1上充電電壓,即6腳電壓超過2/3 vcc,555電路復位,輸出低電平。

電機啟動時間一般小於0.8 s,c1充電時間一般為0.8~1 s。u5a輸出電平與555的3腳輸出電平經u7相或,如果u5a輸出低電平大於c1充電時間,u7在c1充電後輸出低電平由與門u8輸入到l298n的6腳ena端使電機停止。如果u5a的輸出電平小於c1充電時間,6腳不動作電機的正常啟動。

長延時電路吸收電機啟動過流電壓波形,從而使電機正常啟動。

下圖是其引腳圖:

1、15腳是輸出電流反饋引腳,其它與l293相同。

在通常使用中這兩個引腳也可以直接接地。上圖是其與51微控制器連線的電路圖。

l298應用例項

例項一:用l298驅動兩台直流減速電機的電路。引腳6,9可用於pwm控制。

如果機械人專案只要求直行前進,則可將5,10和7,12兩對引腳分別接高電平和低電平,僅用微控制器的兩個埠給出pwm訊號控制6,11即可實現直行、轉彎、加減速等動作。

例項二:用l298實現二相步進電機控制。

步進電機原理及其使用說明

一、前言

步進電機是將電脈衝訊號轉變為角位移或線位移的開環控制項。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決於脈衝訊號的頻率和脈衝數,而不受負載變化的影響,即給電機加乙個脈衝訊號,電機則轉過乙個步距角。這一線性關係的存在,加上步進電機只有週期性的誤差而無累積誤差等特點。

使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。

雖然步進電機已被廣泛地應用,但步進電機並不能象普通的直流電機,交流電機在常規下使用。它必須由雙環形脈衝訊號、功率驅動電路等組成控制系統方可使用。因此用好步進電機卻非易事,它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業知識。

目前,生產步進電機的廠家的確不少,但具有專業技術人員,能夠自行開發,研製的廠家卻非常少,大部分的廠家只

一、二十人,連最基本的裝置都沒有。僅僅處於一種盲目的仿製階段。這就給使用者在產品選型、使用中造成許多麻煩。

簽於上述情況,我們決定以廣泛的感應子式步進電機為例。敘述其基本工作原理。望能對廣大使用者在選型、使用、及整機改進時有所幫助。

二、感應子式步進電機工作原理

(一)反應式步進電機原理

由於反應式步進電機工作原理比較簡單。下面先敘述三相反應式步進電機原理。

1、結構:

電機轉子均勻分布著很多小齒,定子齒有三個勵磁繞阻,其幾何軸線依次分別與轉子齒軸線錯開。0、1/3て、2/3て,(相鄰兩轉子齒軸線間的距離為齒距以て表示),即a與齒1相對齊,b與齒2向右錯開1/3て,c與齒3向右錯開2/3て,a'與齒5相對齊,(a'就是a,齒5就是齒1)下面是定轉子的展開圖:

2、旋**

如a相通電,b,c相不通電時,由於磁場作用,齒1與a對齊,**子不受任何力以下均同)。

如b相通電,a,c相不通電時,齒2應與b對齊,此時轉子向右移過1/3て,此時齒3與c偏移為1/3て,齒4與a偏移(て-1/3て)=2/3て。

如c相通電,a,b相不通電,齒3應與c對齊,此時轉子又向右移過1/3て,此時齒4與a偏移為1/3て對齊。

如a相通電,b,c相不通電,齒4與a對齊,轉子又向右移過1/3て。

這樣經過a、b、c、a分別通電狀態,齒4(即齒1前一齒)移到a相,電機轉子向右轉過乙個齒距,如果不斷地按a,b,c,a……通電,電機就每步(每脈衝)1/3て,向右旋轉。如按a,c,b,a……通電,電機就反轉。

由此可見:電機的位置和速度由導電次數(脈衝數)和頻率成一一對應關係。而方向由導電順序決定。

不過,出於對力矩、平穩、噪音及減少角度等方面考慮。往往採用a-ab-b-bc-c-ca-a這種導電狀態,這樣將原來每步1/3て改變為1/6て。甚至於通過二相電流不同的組合,使其1/3て變為1/12て,1/24て,這就是電機細分驅動的基本理論依據。

電機驅動晶元L293L298N

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