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ARDUINO Y L298N: MONTAJE Y CONEXIÓN

Esquema eléctrico

Objetivos

 

    • Explicar cómo funciona el controlador de motores
    • Montar el Arduino y el L298N en el chasis.
    • Realizar las conexiones eléctricas.
 

Material requerido.

 montaje coche s4a

Set de piezas del coche.

Imagen de Arduino UNOArduino Uno o compatible y con el firmware para S4A cargado.

Un PC con el entorno S4A correctamente instalado y configurado.

Vista principalUn módulo controlador de motores L298N.
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Algunos cables de Protoboard macho-macho y macho-hembra.

CONTROLADOR DE MOTORES L298N

 

Si habéis seguido el curso de S4A sabréis que podemos manejar motores de corriente continua (CC) en S4A, utilizando directamente los pines de salida analógica de Arduino.

Pero nuestro honorable Arduino está limitado por la intensidad que puede proporcionar al motor, y va a ser insuficiente cuando queramos usarlo para controlar motores de mayor potencia.

 
  • Podríamos decir que la potencia es la velocidad con la que se consume energía.
  • La potencia eléctrica, si hablamos de corriente continua, es el producto de la tensión por la intensidad, es decir P=VxI, y se mide en Vatios. 

Por lo tanto, cuando queramos trabajar con motores un poquito potentes vamos a tener que utilizar unos componentes a los que llamamos controladores de motores o drivers. Estos controladores nos permitirán suministrar la potencia necesaria a los motores y os controlaremos utilizando nuestros Arduinos.

Hay muchísimos controladores diferentes, pero nosotros nos hemos decidido por el L298N por su facilidad de uso y su reducido precio, y porque nos permite elegir los pines del Arduino que queremos usar para controlar los motores. El L298N puede trabajar con tensiones hasta 35V y una intensidad de hasta 2A por canal por canal, con lo que puede manejar hasta 4A en total y unos 25W.

 
  • Algunos controladores de motores (y muchos otros componentes) se montan directamente encima del Arduino, y los denominamos shields.
  • Estos shields se reservan directamente ciertos pines para su uso y disfrute, así que no suelen ser recomendables para usar con S4A, ya que raramente nos coinciden correctamente la función de los pines en S4A y en el controlador. 

Este módulo tiene además otra característica muy importante, y es que nos permite controlar la dirección de giro de los motores, es decir podremos hacer que giren en ambos sentidos, algo totalmente necesario para nuestro coche.

Además  nos permite obtener del módulo una tensión de 5V, perfecta para alimentar nuestro Arduino sin tener que utilizar otra fuente adicional. Eso sí, este regulador sólo funciona si alimentamos el módulo con una tensión máxima de 12V. En nuestro caso son 4 pilas de 1.5V,o sea, 6V.

pines l298n h-bridge
 
  • Un jumper es un componente que nos sirve para conectar dos pines. 

La entrada de tensión Vin admite tensiones entre 3V y 35V, y justo a su derecha en la imagen tenemos el pin que debemos conectar a GND.

La tercera conexión de ese grupo V lógico puede funcionar de dos maneras:

 
  • Si el jumper del regulador está cerrado activaremos el regulador de tensión del L298N, y en V lógico tendremos una salida de 5V, que podremos usar para lo que queramos, por ejemplo para alimentar una placa Arduino.
  • Si el quitamos el jumper desactivaremos el regulador, necesitaremos alimentar la parte lógica del módulo, así que tendremos que meter una tensión de 5V por la conexión V lógico para que el módulo funcione.
  • ¡Cuidado! Si introducimos corriente por V lógico con el jumper de regulación puesto podríamos dañar el módulo.
  • Además el regulador sólo funciona con tensiones hasta 12V en Vin, por encima de este valor tendremos que quitar el jumper y alimentar la parte lógica del módulo desde otra fuente. 

Los pines IN1 e IN2 nos sirven para controlar el sentido de giro del motor A, y los pines IN3 e IN4 el del motor B. Funcionan de forma que si IN1 está a HIGH e IN2 a LOW, el motor A gira en un sentido, y si está IN1 a LOW e IN2 a HIGH lo hace en el otro. Y lo mismo con los pines IN3 e IN4 y el motor B.

Para controlar la velocidad de giro de los motores tenemos que quitar los jumpers y usar los pines ENA y ENB. Los conectaremos a dos salidas analógicas de forma que le enviemos un valor entre 0 y 255 que controle la velocidad de giro. Si  tenemos los jumpers colocados, los motores girarán a máxima velocidad.

 

MONTAJE DEL ARDUINO Y DEL L298N

 

Con el chasis montado vamos a colocar el Arduino y el controlador de motores L298N. No tenéis por qué hacerlo igual que nosotros, pero nosotros vamos a recomendaros el lugar y el orden para montarlo que nos ha parecido mejor y más sencillo.

Con eso en mente os recomendamos montar primero el L298N, para poder conectarle los cables de los motores sin que nos moleste el Arduino. Lo colocaremos en esta posición mediante 2 tornillos (de los dos tipos que nos quedan, los más largos):

coche l298n

Y a continuación conectaremos los cables de los motores a los bornes de alimentación de los motores. No os preocupéis demasiado por la posición en la que conectéis el cable negro y el blanco. De ello dependerá hacia donde gire el motor, pero si gira en el sentido que no esperamos hay varias maneras de corregirlo, y así lo haremos más adelante.

l298n motores

Una vez conectados vamos a colocar el Arduino justo encima del controlador utilizando 3 tornillos (de los largos también):

coche arduino

 

CONEXIONES ELÉCTRICAS

 

Una vez hemos montado el Arduino y el L298N, y sabemos cómo funciona este último, ya estamos en disposición de realizar las conexiones eléctricas pertinentes. El esquema eléctrico sería el siguiente:

diagrama eléctrico

Siguiendo con nuestras recomendaciones, creemos que lo más sencillo es conectar primero los cables de alimentación y GND del soporte para pilas al L298N, pasando antes por el interruptor que colocamos para poder encenderlo y apagarlo fácilmente.

El cable negro lo conectaremos directamente al GND del L298N, y será el cable rojo el que pasaremos por el interruptor. Para ello lo cortaremos y lo soldaremos a una de las patas metálicas del interruptor (da igual a cuál), y la parte sobrante de cable la conectaremos a la otra parte del interruptor, y de ahí a la alimentación del módulo L298N.

 
  • Como se suele decir, mejor que sobre que no que falte, así que no apuréis mucho al cortar los cables no vaya a ser que se os queden demasiado cortos. 
calimentacion l298n

El resto de cables los conectaremos como hemos visto en el esquema eléctrico, tratando de utilizar cables de colores diferentes y de la forma más ordenada posible, para asumir el menor riesgo a equivocarnos posible.

Una vez conectados todos los cables podemos colocarle una goma o una brida para tenerlos unidos  que esté un poquito más ordenado. Además podemos meterle ya las pilas.

montaje eléctrico

Si pulsamos el interruptor deberían encenderse los LEDs de alimentación tanto del Arduino como del L298N.

encendido coche

 

Resumen de la sesión

 

En esta sesión hemos aprendido varias cosas importantes:

 
  • Qué son y para qué sirven los controladores de motores.
  • Cómo se utiliza el controlador L298N.
  • A montar y conectar el Arduino y el L298N a los motores.

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(3) Comments

  • Hola Admin. Solo una consulta. Si no me equivoco, y según la hoja de datos del L298, los 2A son por canal, con lo que puede manejar hasta 4A en total y unos 25W, suficiente para la mayoría de los rovers DIY.

    Saludos.

    • Hola Jesús, me lo apunto. Muchas gracias por la indicación. Un saludo!

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