Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Modułu z mostkiem H L298 - recenzja i opinia

grala1 04 Cze 2018 04:08 2754 12
  • Dzisiaj postaram się przybliżyć Wam mostki H.
    Mostek H jest układem elektrycznym umożliwiającym zmianę kierunku silnika prądu stałego poprzez odwracanie polaryzacji napięcia na jego wyjściu. Mostek taki można wykonać np. z przekaźników, tranzystorów lub można zastosować gotowy układ scalony.
    Nazwa pochodzi od graficznego odwzorowania układu. Mostek taki zbudowany jest z 4 styków które załączane są parami.
    Poniżej graficzne przedstawienie mostku H.
    Modułu z mostkiem H L298 - recenzja i opinia

    Styk S1 i S4 tworzą jedną parę, zaś styk S2 i S3 drugą parę. Załączenie jednej pary S1-S4 powoduje że na lewym biegunie silnika mamy potencjał dodatni zaś na prawym ujemny. Załączenie drugiej pary S2-S3 powoduję odwrócenie tej polaryzacji co zmienia kierunek przepływu prądu a w rezultacie kierunek obrotu silnika.
    Zbudowanie mostka H na przekaźnikach jest dość proste i nie wymaga skomplikowanego sterowania. Jednak takie rozwiązanie ma pewne minusy – rezystancja styku, trwałość styku i jego liczba łączeń. Dokładając do tego układu tranzystor zyskujemy dodatkową funkcję dzięki której możemy regulować prędkość silnik zasilanego z takiego mostka.
    Do budowy mostków można użyć też tranzystorów bipolarnych lub MOSfetów.
    Przy wyżej wspomnianych mostkach należy zwrócić uwagę że podczas ich sterowania pojawia się pewien stan który to można powiedzieć że jest zabroniony, tzn. nie możemy wysterować jednocześnie wszystkich naszych styków, możemy sterować tylko parami S1-S4 lub S2-S3 w przeciwnym razie w układzie powstanie zwarcie.
    Mostki H wykorzystywane są dość często np. przy budowie robotów sumo, micromouse czy linefolower , można je też spotkać w układach wspomagania kierowniczego w autach.

    Trochę teorii za nami więc wiemy już co to i do czego służy. Teraz możemy zając się naszym układem z tematu. L298 to podwójny mostek H w obudowie Mulitwatt 15 . Wyraz „podwójny” oznacza tutaj że w jednej obudowie mamy dwa osobne mostki co pozwoli nam obsłużyć dwa silniki prądu stałego.
    Omawiany tutaj moduł jest gotowym układem do użycia gdzie po podłączeniu zasilania oraz podłączeniu silnika możemy zacząć zabawę z silnikiem.
    Poniżej zdjęcie i opis złącz i wyprowadzeń tego modułu.
    Modułu z mostkiem H L298 - recenzja i opinia





    Poniżej schemat modułu.
    Modułu z mostkiem H L298 - recenzja i opinia

    Jak widać z zdjęć i ze schematu mamy tutaj dwa zasilania – jedno do zasilania silnika, drugie do zasilania logiki mostka. Producent płytki podał że zasilanie logiki to 5VDC zaś silników to 12VDC. Zaglądając do dokumentacji możemy znaleźć że zasilanie logiki może być na poziomie 4,5-7VDC zaś zasilanie dla silników do 46VDC. Patrząc jednak na płytkę możemy zauważyć że zastosowane tutaj kondensatory są na napięcie do 35V więc nie powinniśmy przekraczać ich napięcia.
    Na płytce znajdziemy też stabilizator 78M05 w obudowie TO-252 którego napięcie zasilania mieści się w przedziale 7-35V co oznaczało by że jeżeli chcemy zasilać silniki napięciem niższym niż 7V lub wyższym niż 35V (ale tutaj ograniczają nas kondensatory) to należało by do złącza ARK doprowadzić 5V i wyjąć zworkę zasilania która to podaje zasilanie ze stabilizatora na L298. Jeżeli będziemy używać zasilania silników w przedziale 7-35V to do złącza ARK możemy doprowadzić tylko zasilanie silników i zostawić zworę założoną. Ponadto na płytce znajdziemy diodę LED informującą o podaniu napięcia na logikę układu oraz diody zabezpieczające przed powstawaniem przepięć w momencie rozłączania uzwojenia silnika. Na PCB mamy do dyspozycji jeszcze dwa złącza ARK służące do podłączenia dwóch silników oraz listwę goldpin z opisami: ENA, IN1, IN2, IN3, IN4, ENB. Są to wejścia do sterowania naszym mostkiem. ENA odblokowuje działanie wyjścia OUT1, OUT2, zaś ENB odblokowuje wyjścia OUT3, OUT4. Wejścia EN możemy użyć na dwa sposoby – pierwsze to zostawienie zworek na swoich miejscach gdzie do sterowania wystarczy teraz podawać stany wysokie na wejścia IN lub zdjąć zworki i na dolny rząd goldpinów w miejsce EN podać sygnał PWM dzięki któremu będziemy mogli regulować prędkością silnika lub też uzyskać miękkim start i zatrzymanie silnika.

    Wcześniej pisałem o sterowaniu parami styków. W układzie L298 nasze pary S1-S2 odpowiadają wejściu IN1, S3-S4 wejściu IN2 dla pierwszego mostka (wyjście OUT1, OUT2), wejście IN3 i IN4 to pary S1-S2 i S3-S4 drugiego mostka(wyjście OUT3, OUT4).Jak zapamiętaliście z tego co napisałem wcześniej przy wysterowaniu dwóch par jednocześnie pojawia się stan zabroniony – tutaj, w układzie L298 taki stan nie wystąpi co widać na poniższym schemacie blokowym tego mostka.
    Modułu z mostkiem H L298 - recenzja i opinia

    W przypadku pojawienia się identycznych stanów logicznych na IN1-IN2 lub IN3-IN4 nie dojdzie do zwarcia. Przy pojawieniu się stanu niskiego na obu wejściach jednocześnie na wyjściach będziemy mieli minusy zaś przy stanach wysokich na wejściach na wyjściach będą plusy więc zwarcia nie będzie ani też nasz silnik nie ruszy. Chcąc wysterować nasz silnik w prawo podajemy „1” na IN1 lub IN3 lub gdy chcemy wysterować go w lewo to podajemy „1” na IN2 lub IN4.

    Nasz mostek pozwala nam na zasilanie silnika pobierającego prąd 2A, mostek jest w stanie dać nam w „szczycie” 3A.
    Układ L298 posiada dwa wejścia których to producent płytki PCB nie wykorzystał. Mowa tutaj o nóżkach 1 i 15 zwanych „Current sensing A” i „Current sensing B”, które to po podłączeniu w szeregu z odpowiednio dobranymi rezystorami do masy służą do kontrolowania prądu obciążenia.

    Poniżej krótki program napisany w BASCOM gdzie za pomocą czterech przycisków możemy regulować prędkość oraz kierunek wirowania silnika. Regulacja prędkości działa tylko na postoju silnika. Program startuje z wypełnieniem PWM ok. 49%. Pamiętajcie że przy zbyt dużej częstotliwości PWM silnik straci na mocy oraz o tym że silnik zatrzyma się przy wyższym wypełnieniu a nie dopiero przy wypełnieniu równym zero.

    Kod: vbnet
    Zaloguj się, aby zobaczyć kod


    Poniżej krótki film jak to się sprawuje w rzeczywistości.


    Moduł ten równie dobrze możemy wykorzystać do sterowania silnikiem krokowym unipolarnym. Wystarczy zaciski wspólne cewek połączyć razem i podłączyć je do masy zaś cztery końce uzwojeń cewek podłączyć odpowiednio pod wyjścia OUT1-OUT4. Zworki ENA i ENB należy tutaj zostawić założone gdyż tutaj regulację prędkości uzyskuje się poprzez opóźnienie pomiędzy wysterowaniem cewek a nie poprzez regulację PWM.
    Poniżej program napisany w BASCOM gdzie mamy do dyspozycji dwa przyciski – jeden umożliwia ruch silnika w prawo, drugi w lewo. Każde naciśniecie guzika to wykonanie jednej sekwencji – 4 kroków. Trzymanie guzika spowoduje powtarzanie sekwencji czyli jak długo trzymamy tak długo kręci się silnik. Zmiana czasu „Waitms 15” spowoduje zmian prędkości silnika.
    Kod: vbnet
    Zaloguj się, aby zobaczyć kod


    Poniżej film z działania.


    Moduł ten możemy również wykorzystać do sterownia silnikiem krokowym bipolarnym. W przypadku sterowania silników krokowych układ L298 działa jako „wzmacniacz” sygnału wejściowego.

    Moduł ten jest dość popularny i tani. Można zakpić go z Allegro w cenie z przesyłką od 15,49zł lub na Aliexpress w cenie od $1,28 wraz z wysyłką.
    Wymiary modułu: 44x44x30mm.
    Modułu z mostkiem H L298 - recenzja i opinia Modułu z mostkiem H L298 - recenzja i opinia Modułu z mostkiem H L298 - recenzja i opinia

    Na koniec kilka oscylogramów.
    Wyjście z podłączonym silnikiem DC.
    Modułu z mostkiem H L298 - recenzja i opinia

    Wyjście bez podłączonego silnika DC.
    Modułu z mostkiem H L298 - recenzja i opinia

    Wyjście (żółty) i wejście (zielony) z podłączonym silnikiem unipolarnym.
    Modułu z mostkiem H L298 - recenzja i opinia

    Wyjście (żółty) i wejście (zielony) bez podłączonego silnika unipolarnego.
    Modułu z mostkiem H L298 - recenzja i opinia


    Fajne!
  • Relpol
  • #2 04 Cze 2018 05:19
    tronics
    Poziom 36  

    Prawie pięknie :) Prawie, bo ten fragment trochę nie pasuje tutaj:

    Cytat:
    nie możemy wysterować jednocześnie wszystkich naszych styków, możemy sterować tylko parami S1-S4 lub S2-S3 w przeciwnym razie w układzie powstanie zwarcie.

    Czy rzeczywiście każde inne połączenie jest zabronione? Nie. S1-S3 oraz S2-S4 owszem, bo to zwarcie na zasilaniu i po to są tam bramki niedopuszczające do wysterowania w ten sposób. A czy S1-S2 lub S3-S4 nie ma praktycznego zastosowania? (pisze tylko kolega, że silnik nie ruszy) ;) Ma. I chyba nawet w L298 jest to wykorzystane (podanie tego samego sygnału na oba wejścia = fast motor stop). W mostkach 3f też jest to wykorzystywane :)

  • Relpol
  • #3 04 Cze 2018 10:31
    nomek
    Poziom 18  

    Tutaj jest błąd cyt: "silnika prądu zmiennego " - powinno być prądu stałego.

  • #4 04 Cze 2018 14:43
    szeryf3
    Poziom 15  

    No i fajnie i dość ciekawie kolega poszedł do tematu.

  • #5 04 Cze 2018 19:32
    TechEkspert
    Redaktor

    Ciekawy materiał, miałem okazję testować podobny moduł z L298 i jest on dość wygodny do eksperymentów oraz dość odporny na uszkodzenie.
    Na koniec prób zrobiłem pseudo falownik na L298 Arduino i transformatorze.
    Przez pewien czas wszystko działało prawidłowo, jednak w pewnym momencie L298 uległ uszkodzeniu (spowodował zwarcie w linii zasilania 12V).
    Podejrzewam, że przepięcia od znacznej indukcyjności uszkodziły układ.

    Tutaj szczegóły prób: Mostek H i falowniki.

  • #7 04 Cze 2018 20:36
    TechEkspert
    Redaktor

    Według schematu poniżej 1 i 15 są połączone z masą:
    Modułu z mostkiem H L298 - recenzja i opinia
    jeżeli w szereg włączymy rezystory to możemy mierzyć prąd dla każdego mostka osobno.

  • #8 04 Cze 2018 21:37
    krzbor
    Poziom 16  

    TechEkspert napisał:
    Według schematu poniżej 1 i 15 są połączone z masą

    Na tym schemacie są połączone z masą poprzez Rsa i Rsb. Prezentowany układ raczej nie ma Rsa i Rsb, a wyprowadzenia 1 i 15 są podłączone bezpośrednio do masy - chodzi mi o rysunek "Schemat modułu", gdzie wyprowadzenia 1 i 15 są niepodłączone.

  • #9 05 Cze 2018 00:21
    kilioo
    Poziom 10  

    Mostek H można stosować do wielu rzeczy nie tylko do silników. Słyszałeś kiedyś o takim zbudowanym z tranzystorów? Nie opisano dokładnie jak działają zabezpieczenia pomiędzy przełączanymi kluczami, co ma diametralne znaczenie do poprawnej pracy układu.

  • #10 05 Cze 2018 03:22
    grala1
    Specjalista grupy V.A.G.

    tronics napisał:
    Prawie pięknie :) Prawie, bo ten fragment trochę nie pasuje tutaj:
    Cytat:
    nie możemy wysterować jednocześnie wszystkich naszych styków, możemy sterować tylko parami S1-S4 lub S2-S3 w przeciwnym razie w układzie powstanie zwarcie.

    Czy rzeczywiście każde inne połączenie jest zabronione? Nie. S1-S3 oraz S2-S4 owszem, bo to zwarcie na zasilaniu i po to są tam bramki niedopuszczające do wysterowania w ten sposób. A czy S1-S2 lub S3-S4 nie ma praktycznego zastosowania? (pisze tylko kolega, że silnik nie ruszy) ;) Ma. I chyba nawet w L298 jest to wykorzystane (podanie tego samego sygnału na oba wejścia = fast motor stop). W mostkach 3f też jest to wykorzystywane :)


    Doczytaj do końca.
    grala1 napisał:
    Jak zapamiętaliście z tego co napisałem wcześniej przy wysterowaniu dwóch par jednocześnie pojawia się stan zabroniony – tutaj, w układzie L298 taki stan nie wystąpi co widać na poniższym schemacie blokowym tego mostka.
    W przypadku pojawienia się identycznych stanów logicznych na IN1-IN2 lub IN3-IN4 nie dojdzie do zwarcia. Przy pojawieniu się stanu niskiego na obu wejściach jednocześnie na wyjściach będziemy mieli minusy zaś przy stanach wysokich na wejściach na wyjściach będą plusy więc zwarcia nie będzie ani też nasz silnik nie ruszy.

    Zacytowałeś część dotyczącą ogólnego opisu mostka H a piszesz o L298 co opisałem w dalszej części i uważam że jest tam wystarczająco wyjaśnione czemu np do zwarcia w tym konkretnym mostku nie dojdzie.
    Nie pisze tylko że nie ruszy a wyjaśniam co się stanie.
    Czy mam tłumaczyć wszystko - czytanie schematów, bramki logiczne, wszystko co jest w dokumentacji tego układu?
    Nie przesadzajmy :)

    nomek napisał:
    Tutaj jest błąd cyt: "silnika prądu zmiennego " - powinno być prądu stałego.

    Dziękuje za zwrócenie uwagi. Zostało to poprawione, w sumie nie wiem czemu tak wyszło :(

    krzbor napisał:
    Wydaje mi się, że wyprowadzenia 1 i 15 L298 są podłączone do masy. Schemat i opis sugerują, że są niepodłączone.

    Masz rację, w schemacie tego nie ująłem, już to poprawiłem. Te wejścia są podciągnięte do masy.
    W opisie nie napisałem nic na temat że są niepodłączone. Napisałem że są niewykorzystane co można było faktycznie zrozumieć błędnie sugerując się wcześniejszym schematem. Miałem tutaj na myśli co innego - bezpośrednie podłączenie tych wejść do masy wyłącza nadzorowanie prądu obciążenia L298.

  • #11 05 Cze 2018 05:11
    tronics
    Poziom 36  

    Cytat:
    Doczytaj do końca.

    Doczytałem, nie było nic o hamowaniu w ten sposób, a jedyne hamowanie dot. miękkiego startu i zatrzymania przez pwm na enable :) A jest różnica między hamowaniem swobodnym i elektrodynamicznym. Jak dla mnie
    Cytat:
    Przy pojawieniu się stanu niskiego na obu wejściach jednocześnie na wyjściach będziemy mieli minusy zaś przy stanach wysokich na wejściach na wyjściach będą plusy więc zwarcia nie będzie ani też nasz silnik nie ruszy
    nie oddaje ani możliwości zastosowania, ani sensowności zastosowania takiego stanu - oczywiście dla osób, dla których ten artykuł jest przeznaczony, bo reszta rozumie i bez artykułu zaglądając w notę.

  • #12 07 Cze 2018 10:31
    coolrob
    Poziom 14  

    @grala1, ten pierwszy schemat jest z Corcodile Clips? :D