{"id":4511,"date":"2019-11-20T10:47:26","date_gmt":"2019-11-20T12:47:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.usinainfo.com.br\/blog\/?p=4511"},"modified":"2019-11-21T12:05:43","modified_gmt":"2019-11-21T14:05:43","slug":"motor-shield-l293d-driver-ponte-h-no-controle-de-motores","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.usinainfo.com.br\/blog\/motor-shield-l293d-driver-ponte-h-no-controle-de-motores\/","title":{"rendered":"Motor Shield L293D \u2013 Driver Ponte H no Controle de Motores"},"content":{"rendered":"

O Motor Shield Arduino L293D \u00e9 um produto bastante utilizado nos mais diversificados projetos uma vez que possibilita o controle de at\u00e9 quatro Motores DC ou dois Motores de Passo simultaneamente e possuir sa\u00edda para controle de at\u00e9 dois Servos Motores com funcionamento tamb\u00e9m simult\u00e2neo.<\/p>\n

\"Motor<\/a>

Motor Shield Arduino L293D \u2013 Driver Ponte H para Projetos<\/p><\/div>\n

Al\u00e9m de possuir uma capacidade bastante elevada de funcionamento, o shield tamb\u00e9m necessita de uma alimenta\u00e7\u00e3o maior que a cedida pelo pr\u00f3prio Arduino para seu funcionamento, tendo isto em vista o Motor Shield L293D possui pinos para alimenta\u00e7\u00e3o externa que facilitam a instala\u00e7\u00e3o e funcionamento de motores.<\/p>\n

Por ser desenvolvido no formato de Shield, o Driver Ponte H em quest\u00e3o possui um encaixe perfeito com o Arduino e elimina a necessidade de Jumpers comumente utilizados nos diversificados M\u00f3dulos, seu contato direto elimina problemas de mau contato e garante maior qualidade na comunica\u00e7\u00e3o entre Shield e Arduino.<\/p>\n

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L293D \u2013 Drive Ponte H<\/strong><\/h2>\n

O Circuito Integrado L293D \u00e9 um CI f\u00e1cil de se encontrar e que possui grande efici\u00eancia quando o assunto \u00e9 o controle de motores, atrav\u00e9s de seus dois circuitos denominados Ponte H, este possibilita o controle de dois motores simultaneamente atrav\u00e9s de um sinal externo gerado por um microcontrolador como o Arduino.<\/p>\n

Fundamentalmente, a Ponte H \u00e9 constitu\u00edda de quatro chaves de contato e uma fonte de alimenta\u00e7\u00e3o, cada uma destas consegue controlar um Motor DC e seu sentido de rota\u00e7\u00e3o, veja abaixo um esquema de funcionamento deste procedimento:<\/p>\n

\"Esquema<\/a>

Esquema de Funcionamento da Ponte H<\/p><\/div>\n

Tomando a imagem acima como base, podemos determinar atrav\u00e9s dela o sentido de giro de um Motor DC atrav\u00e9s do acionamento de suas chaves, por exemplo, ao acionarmos as chaves C1 e C4 a corrente ir\u00e1 fluir em um sentido e ao acionarmos as chaves C2 e C4 este sentido de giro ser\u00e1 invertido, de maneira ilustrativa, observamos abaixo estes dois procedimentos:<\/p>\n

\"Funcionamento<\/a>

Funcionamento do sentido de invers\u00e3o da corrente na Ponte H<\/p><\/div>\n

Por se tratar de um CI, existem bastantes mistifica\u00e7\u00f5es quanto a sua utiliza\u00e7\u00e3o, por\u00e9m esta \u00e9 bastante simplificada, a conex\u00e3o dos motores e pinos de comunica\u00e7\u00e3o do microcontrolador normalmente s\u00e3o desenvolvidas atrav\u00e9s de uma protoboard, por\u00e9m vale observar sempre a alimenta\u00e7\u00e3o que envolve o funcionamento deste circuito.<\/p>\n

Ao observarmos o datasheet do L293D encontramos diversas informa\u00e7\u00f5es relevantes quanto ao seu funcionamento, dentre elas os seus limites de alimenta\u00e7\u00e3o, a corrente de sa\u00edda suportada pelo circuito, por exemplo, \u00e9 de 600mA por canal com correntes de pico de at\u00e9 1,2A enquanto que a tens\u00e3o suportada pelo mesmo \u00e9 de 4,5 \u00e0 36V aproximadamente.<\/p>\n

Outra informa\u00e7\u00e3o bastante importante que encontramos no datasheet diz respeito aos pinos do circuito integrada e as suas devidas fun\u00e7\u00f5es, atrav\u00e9s da imagem abaixo podemos verificar os pinos de sinal e alimenta\u00e7\u00e3o, vale lembrar que ao desenvolver um projeto, todos os pinos de alimenta\u00e7\u00e3o devem estar devidamente conectados.<\/p>\n

\"Esquema<\/a>

Esquema de Liga\u00e7\u00e3o do Circuito Integrado L293D<\/p><\/div>\n

Al\u00e9m dos pinos de alimenta\u00e7\u00e3o, temos os pinos Enable 1 e 2 que fornecem a velocidade dos motores e est\u00e3o associados ao Arduino, os pinos Output 1, 2, 3 e 4 utilizados para a conex\u00e3o dos motores e os pinos Input 1, 2, 3 e 4 utilizados para realizar o controle do sentido de rota\u00e7\u00e3o dos motores atrav\u00e9s de um microcontrolador como o Arduino.<\/p>\n

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Motor Shield Arduino L293D<\/strong><\/h2>\n

Atrav\u00e9s de um componente como o L293D consegue-se controlar at\u00e9 dois motores DC, por\u00e9m como o Motor Shield Arduino possui dois destes circuitos, o mesmo expande a sua capacidade de funcionamento e consegue controlar at\u00e9 quatro motores DC simultaneamente.<\/p>\n

Circuitos Integrados que Constituem o Motor Shield Arduino<\/p>\n

Na imagem acima, pode-se observar que al\u00e9m de dois L293D, o Motor Shield constitui-se tamb\u00e9m de um CI 74HC595, um registrador de deslocamento que possibilita uma sa\u00edda paralela de 8 bits atrav\u00e9s de uma entrada digital, entrada esta que constitu\u00edsse de tr\u00eas pinos, clock, latch e data.<\/p>\n

A alimenta\u00e7\u00e3o do Motor Shield Arduino obedece os limites de tens\u00e3o estabelecidos pelo Driver L293D e por mais que seja um shield com contato direto no Arduino, a alimenta\u00e7\u00e3o do Arduino normalmente n\u00e3o \u00e9 suficiente para o funcionamento dos motores, por isto \u00e9 necess\u00e1ria uma alimenta\u00e7\u00e3o externa.<\/p>\n

Atrav\u00e9s do esquema exibido abaixo, podemos observar o borne para para alimenta\u00e7\u00e3o externa e como dito, este possui limite de alimenta\u00e7\u00e3o de 4,5 a 36V, ao lado tem-se o jumper de sele\u00e7\u00e3o para fonte de alimenta\u00e7\u00e3o, quando este tiver no local indicado a alimenta\u00e7\u00e3o utilizada para os motores \u00e9 o do pr\u00f3prio Arduino, por\u00e9m ao inserirmos uma fonte externa \u00e9 fundamental a retirada deste jumper.<\/p>\n

\"Sistema<\/a>

Sistema de alimenta\u00e7\u00e3o externa e principais componentes<\/p><\/div>\n

O Motor Shield Arduino tamb\u00e9m \u00e9 constitu\u00eddo de um LED Power de indica\u00e7\u00e3o que aponta a funcionalidade do Shield, um bot\u00e3o reset interligado diretamente com o bot\u00e3o reset do Arduino e uma barra de resistores Pull Down que mantem os motores desligados durante a sua inicializa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Quanto a conex\u00e3o dos motores, por trabalharmos com um shield que comumente utiliza sua biblioteca para projetos, esta exige a conex\u00e3o dos motores em locais espec\u00edficos, cada local corresponde a uma posi\u00e7\u00e3o, os Motores DC M1, M2, M3 e M4, o motor de passo 1 utilizando os bornes de M1 e M2, o motor de passo 2 os bornes de M3 e M4 e os servos motores, seus locais espec\u00edficos que possibilitam a conex\u00e3o direta de seus fios, veja abaixo um esquema com estas posi\u00e7\u00f5es:<\/p>\n

\"Esquema<\/a>

Esquema com os locais de fixa\u00e7\u00e3o para os motores DC, de passo e Servo Motores<\/p><\/div>\n

O Motor Shield Arduino L293D \u00e9 um dispositivo que vai diretamente conectado ao Arduino e possibilita a utiliza\u00e7\u00e3o direta de seus pinos, desta maneira cada modelo possui uma capacidade diferenciada para a inclus\u00e3o de elementos externos. De uma forma resumida, os pinos utilizados est\u00e3o associados da seguinte maneira:<\/p>\n

– Controle dos Motores DC e Motores de Passo: D3, D4, D5, D6, D7, D8, D11 e D12.<\/p>\n

– Controle dos Servos Motores: D9 e D10.<\/p>\n

Ao utilizar todos estes pinos mencionados acima para o controle dos motores, o Arduino UNO disponibiliza apenas os pinos D2 e D13 (Digital 2 e Digital 13) para inclus\u00e3o de sensores e elementos de comunica\u00e7\u00e3o digital, quanto aos pinos anal\u00f3gicos, estes ficam dispon\u00edveis do A0 ao A5 e podem ser utilizados para incluir diversos equipamentos de comunica\u00e7\u00e3oI2C, inclusive displays, por exemplo.<\/p>\n

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Produtos Utilizados no Teste<\/strong><\/h2>\n

– Arduino Uno R3 + Cabo USB<\/a>;<\/p>\n

– Motor Shield Arduino L293D Driver Ponte H<\/a>;<\/p>\n

– Motor DC 3-6V com Caixa de Redu\u00e7\u00e3o e Eixo Duplo<\/a>;<\/p>\n

– Motor de Passo 12V 1,5Kgf.cm 39HBD26DJ4<\/a>;<\/p>\n

– Servo Motor MG995 Tower Pro 180\u00b0 11kgf\/cm<\/a>;<\/p>\n

– Fonte de Alimenta\u00e7\u00e3o Chaveada 5VDC 1A<\/a>;<\/p>\n

– Fonte de Alimenta\u00e7\u00e3o Chaveada 12VDC 1A.<\/a><\/p>\n

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Esquema de Liga\u00e7\u00e3o Motor Shield com Motor DC<\/strong><\/h2>\n

Com a capacidade de utilizar at\u00e9 4 motores DC, o Motor Shield L293D possui a capacidade de controle individual para cada um destes dispositivos, por\u00e9m tamb\u00e9m possibilita a utiliza\u00e7\u00e3o controlada de cada um dos seus Bornes de Instala\u00e7\u00e3o, ou seja, podemos controlar apenas um ou dois motores sem problema algum.<\/p>\n

\"Motor<\/a>

Motor Shield L293D com 4 Motores DC<\/p><\/div>\n

Acima vemos o esquema de liga\u00e7\u00e3o poss\u00edvel utilizando-se os 4 motores DC conectados ao Motor Shield Arduino, por\u00e9m vale ressaltar que nestes casos a corrente m\u00e1xima por porta deve ser de 600mA, utilizarmos as quatro portas teremos um total de 2,4A e a fonte de alimenta\u00e7\u00e3o utilizada atrav\u00e9s dos Bornes deve suprir esta necessidade para o total desempenho dos motores.<\/p>\n

Para o nosso teste, vamos utilizar apenas um motor sendo controlado pelo shield, para isto, vamos utilizar uma fonte externa de 5V 1A e o Motor DC na posi\u00e7\u00e3o M4, veja no esquema de liga\u00e7\u00e3o abaixo:<\/p>\n

\"Esquema<\/a>

Esquema de Liga\u00e7\u00e3o para Controle de Motor DC<\/p><\/div>\n

Para realizar o controle de outros motores basta instal\u00e1-los em um dos outros bornes, vale lembrar que os motores n\u00e3o possuem uma polaridade espec\u00edfica e por isto n\u00e3o possuem uma pinagem correta para instala\u00e7\u00e3o, por\u00e9m dependendo do modo de instala\u00e7\u00e3o o sentido de dire\u00e7\u00e3o poder\u00e1 ser diferenciado.<\/p>\n

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C\u00f3digo de Funcionamento Motor Shield com Motor DC<\/strong><\/h2>\n

O c\u00f3digo de funcionamento, atrav\u00e9s da utiliza\u00e7\u00e3o da biblioteca espec\u00edfica torna-se bastante simples e din\u00e2mico, uma vez que possibilite atalhos de comandos e dispensa uma configura\u00e7\u00e3o direta de pinos j\u00e1 que estes contam internamente na biblioteca.<\/p>\n

Biblioteca AFMotor: DOWNLOAD AQUI<\/a>.<\/p>\n

#include <AFMotor.h>\u00a0\u00a0\u00a0 \/\/ Inclui a Biblioteca AFMotor.h\r\n\r\nAF_DCMotor motor(4);\u00a0\u00a0\u00a0 \/\/ Define M4 como posi\u00e7\u00e3o de controle para motor\r\n\r\nvoid setup() {\r\nmotor.setSpeed(200);\u00a0   \/\/ Define velocidade inicial do motor\r\nmotor.run(RELEASE);\u00a0\u00a0   \/\/ Define a fun\u00e7\u00e3o Stop\r\n}\r\n\r\nvoid loop() {\r\nuint8_t i;\r\nmotor.run(FORWARD);\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 \/\/ Liga o Motor\r\n\r\nfor (i=0; i<255; i++)\u00a0\u00a0 {\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 \/\/ Acelera de 0 at\u00e9 a velocidade m\u00e1xima\r\nmotor.setSpeed(i);\r\ndelay(10);\r\n}\r\n\r\nfor (i=255; i!=0; i--)\u00a0\u00a0 {\u00a0\u00a0\u00a0 \/\/ Diminui da velocidade m\u00e1xima at\u00e9 0\r\nmotor.setSpeed(i);\r\ndelay(10);\r\n}\r\n\r\nmotor.run(BACKWARD);\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\/\/ Inverte a dire\u00e7\u00e3o do motor\r\n\r\nfor (i=0; i<255; i++)\u00a0\u00a0 {\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\/\/ Acelera de 0 at\u00e9 a velocidade m\u00e1xima\r\nmotor.setSpeed(i);\r\ndelay(10);\r\n}\r\n\r\nfor (i=255; i!=0; i--)\u00a0\u00a0 {\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\/\/ Diminui da velocidade m\u00e1xima at\u00e9 0\r\nmotor.setSpeed(i);\r\ndelay(10);\r\n}\r\n\r\nmotor.run(RELEASE);\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\/\/ Desliga o Motor\r\ndelay(1000);\r\n}<\/pre>\n
O c\u00f3digo est\u00e1 totalmente comentado e n\u00e3o possui grandes segredos, para realizar a altera\u00e7\u00e3o do local de instala\u00e7\u00e3o do Motor, deve-se alterar a fun\u00e7\u00e3o abaixo de acordo com o apresentado:<\/p>\n
AF_DCMotor motor(1);\u00a0\u00a0\u00a0 \/\/ Define M1 como posi\u00e7\u00e3o de controle para motor\r\nAF_DCMotor motor(2);\u00a0\u00a0\u00a0 \/\/ Define M2 como posi\u00e7\u00e3o de controle para motor\r\nAF_DCMotor motor(3);\u00a0\u00a0\u00a0 \/\/ Define M3 como posi\u00e7\u00e3o de controle para motor\r\nAF_DCMotor motor(4);\u00a0\u00a0\u00a0 \/\/ Define M4 como posi\u00e7\u00e3o de controle para motor<\/pre>\n
Com este c\u00f3digo base consegue-se realizar a maioria dos procedimentos poss\u00edveis no controle de Motores DC atrav\u00e9s do Motor Shield, seus comandos s\u00e3o simples e de f\u00e1cil adapta\u00e7\u00e3o, por\u00e9m vale lembrar que para incluir mais um motor, fundamentalmente todos estes comandos devem ser duplicados de acordo com o projeto.<\/p>\n
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Esquema de Liga\u00e7\u00e3o Shield L293D com Motor de Passo<\/strong><\/h2>\n
Al\u00e9m de possuir a capacidade de controlar at\u00e9 quatro motores DC, o Motor Shield tamb\u00e9m consegue controla at\u00e9 dois Motores de Passo com correntes de funcionamento de at\u00e9 600mA, por\u00e9m vale ressaltar que o motor de passo utiliza o local de dois motores DC para o seu funcionamento, veja na imagem abaixo a posi\u00e7\u00e3o de instala\u00e7\u00e3o para cada um dos motores de passo 39HBD26DJ4:<\/p>\n
\"Motor<\/a>
Motor Shield Arduino no Controle de dois Motores de Passo<\/p><\/div>\n
Para este projeto, j\u00e1 que o Motor de Passo possui uma tens\u00e3o de funcionamento de 12V, \u00e9 necess\u00e1rio incluirmos uma fonte de alimenta\u00e7\u00e3o de 12V 1A, corrente necess\u00e1ria para o controle de at\u00e9 dois destes Motores de Passo 12V 39HBD26DJ4 que possuem uma corrente m\u00e1xima de funcionamento de 480mA.<\/p>\n
Tendo em vista a diversidade dos motores de passo e a suas diferentes especifica\u00e7\u00f5es, muitas vezes o que dificulta a sua utiliza\u00e7\u00e3o diz respeito a identifica\u00e7\u00e3o dos fios correspondentes \u00e0s bobinas, se voc\u00ea tamb\u00e9m possui esta d\u00favida, assista o v\u00eddeo abaixo de nosso parceiro e verifique como desenvolver tal verifica\u00e7\u00e3o:<\/p>\n