Fig. 06 · Laboratorio de robótica · Por qué no usarlo

Driver L298N

Arduino Nano

Cargando la figura…

Banco

Aún sin lectura

+12V (alimentación de los motores)

Aún sin lectura

Consumo de corriente

0 mA

Monta y avería

1MontajeSiguiente
Déjala en la PCB desnuda
Quita todas las piezas de la placa roja. La volverás a montar como lo haría una fábrica: primero las piezas SMD, luego las piezas bajas de agujero pasante, las altas, las soldaduras y, al final, los jumpers.
2
Colocación automática de las piezas SMD, y luego reflujo
3
Coloca las piezas bajas de agujero pasante
4
Coloca las piezas altas
5
Suelda las uniones de agujero pasante
6
Pon los jumpers
7
Conecta la Nano a IN1-IN4 y a GND
8
Conecta los dos motores
9
Conecta la LiPo a +12V y GND
10
Alimenta el banco
11
Carga Adelante
12
Carga Atrás
13
Carga Giro sobre sí mismo
14
Carga Freno
15
Carga Media velocidad
16
Conecta la LiPo al revésAveríala
17
Coloca C1 al revésAveríala
18
Aliméntalo con 4 x AAAveríala
19
Aliméntalo con 36 VAveríala
20
Deja una soldadura fría en la borna del motor AAveríala
21
Deja quitado el jumper 5V-ENAveríala
22
Quita el cable de GNDAveríala
23
Sujeta las dos ruedasAveríala
24
Vista despiezada

Averíala a propósito

Cada avería es de las que pillan a quien monta de verdad. Provócala, lee el síntoma en el banco y luego arréglala.

LiPo al revés
polaridad invertida
Por qué pasa
Síntoma: El LED de alimentación sigue apagado, no gira nada, los diodos y C1 se calientan en segundos y los cables de la batería se entibian.
No hay diodo de protección ni fusible. Al revés, los ocho diodos de protección conducen de GND a +12V a través de las salidas y ponen dos caídas de diodo, unos 2 V, directamente entre los extremos de la batería. Pasan varios amperios por diodos de 1 A y C1 recibe tensión inversa.
Solución: Desconecta enseguida, revisa si los diodos y C1 están dañados, y pon el rojo en +12V. Un conector que solo entra en un sentido lo evita.
C1 al revés
pieza al revés
Por qué pasa
Síntoma: Un siseo y un chasquido al conectar la batería, una carcasa hinchada, olor a pescado.
Un electrolítico de aluminio solo aguanta tensión en un sentido. Al revés, su capa de óxido se rompe, conduce, se calienta y el electrolito hierve hasta que se abre la válvula.
Solución: Sustituye C1 con la franja (negativo) hacia el borde delantero, como indica la serigrafía.
6 V es demasiado poco con 5V-EN puesto
caída de tensión
Por qué pasa
Síntoma: El LED de alimentación brilla débilmente, los motores dan tirones o no hacen nada y la lógica se corta una y otra vez.
El 78M05 necesita en su entrada unos 2 V más de lo que da en su salida. Con 6 V consigue unos 4 V, por debajo de los 4,5 V que necesita la lógica del L298N. Y de todos modos los motores solo verían unos 4,4 V después de la caída del puente.
Solución: Usa una LiPo 2S (7,4 V) o más. Con una batería de 6 V, quita el jumper 5V-EN y alimenta el tornillo +5V desde los 5 V de la Nano.
36 V en +12V
tensión incorrecta
Por qué pasa
Síntoma: Un chasquido del regulador o de C1, el LED de alimentación se apaga, y el tornillo de 5 V puede llevar toda la tensión de la fuente.
El L298N admite hasta 46 V, pero los condensadores de 220 µF del módulo son piezas de 35 V y el 78M05 aguanta 35 V como mucho. Cuando un regulador falla, muchas veces falla en cortocircuito y pasa toda la tensión de la fuente a todo lo que hay en +5V.
Solución: Quédate en 12 V o menos con el jumper 5V-EN puesto. Por encima, quita el jumper y da tú los 5 V, y no pases de 35 V en esta placa.
Soldadura fría en la borna del motor A
soldadura fría
Por qué pasa
Síntoma: El motor A va a trompicones, se corta con los golpes o solo gira en un sentido; el pin de la borna se calienta.
Los pines de las bornas llevan toda la corriente del motor. Una soldadura mate y granulada solo hace contacto parte del tiempo, y su resistencia convierte la corriente en calor.
Solución: Vuelve a calentar la soldadura con estaño nuevo hasta que fluya y forme un cono brillante alrededor del pin.
Falta el jumper 5V-EN
falta una pieza
Por qué pasa
Síntoma: La batería está conectada, pero el LED de alimentación está apagado y ninguna orden hace nada.
El jumper conecta +12V al 78M05. Sin él, el regulador está apagado, la línea de +5V está muerta y la lógica del L298N no tiene alimentación, así que sus interruptores nunca se encienden.
Solución: Vuelve a poner el jumper, o con alimentaciones de más de 12 V mete 5 V por el tornillo +5V desde la controladora.
Sin tierra común
entrada flotante
Por qué pasa
Síntoma: Los motores dan tirones, giran al revés o ignoran el sketch, y tocar un cable cambia lo que hacen.
Un nivel lógico es una tensión entre dos puntos. Sin un cable entre el GND de la Nano y el GND del módulo, el L298N mide los pines de la Nano respecto a nada: las entradas quedan al aire y se desvían con cualquier ruido.
Solución: Pon un cable desde el GND de la Nano al tornillo GND de la borna de alimentación.
Las dos ruedas bloqueadas
sobrecalentamiento
Por qué pasa
Síntoma: El disipador se pone tan caliente que no se puede tocar, y luego los motores van a trompicones: se paran, vuelven a arrancar unos segundos después y se paran otra vez.
Un motor TT sujeto consume unos 1,1 A a 7,4 V. Los dos interruptores que conducen pierden unos 2,7 V con esa corriente, unos 3 W por puente, 6 W entre los dos. El L298N no tiene límite de corriente; solo lo para su corte por sobretemperatura, y vuelve a arrancar en cuanto se ha enfriado un poco.
Solución: Libera las ruedas y corta la alimentación de un motor bloqueado desde el sketch. Mejor aún: un driver con MOSFET como el TB6612FNG, que pierde una décima parte de la potencia.

Conoce el banco

aliméntalo, elige un sentido, nota el calor

El L298N es el driver de motores de casi todos los kits de iniciación: una placa roja cuadrada de 43 mm con un disipador negro, dos bornas azules para los motores y una LiPo 2S en su borna de alimentación. Dentro del chip hay dos puentes H hechos con transistores bipolares, un diseño de la década de 1990. IN1 e IN2 eligen el sentido del motor A, IN3 e IN4 el del motor B, y ENA y ENB encienden cada puente; tal como viene el módulo, dos jumpers unen las dos habilitaciones a +5V, así que los motores giran a velocidad máxima. Un regulador 78M05 detrás del jumper 5V-EN saca de la batería la alimentación lógica de 5 V del chip. El problema es la caída: dos interruptores bipolares van en serie con cada motor y pierden entre los dos 1,4 + 1,15 x I voltios, unos 1,6 V con un motor TT girando libre y 2,7 V con la rueda sujeta, y todo eso se convierte en calor. Monta el módulo, conecta la Nano, los motores y la batería, muévelo en todos los sentidos, y luego sujeta las ruedas y mira cómo sube el disipador hasta que el chip se corta. El TB6612FNG del banco anterior hace el mismo trabajo y pierde unos 0,1 V.

Fuentes

En el banco

Seleccionado

El sketch usa 2252 bytes del espacio de almacenamiento de programa

Código: Adelante

// L298N: IN1 e IN2 eligen el sentido del motor A, IN3 e IN4 el del motor B
const int ENA = 9, IN1 = 8, IN2 = 7;   // motor A: la habilitación y las dos entradas de sentido
const int ENB = 3, IN3 = 5, IN4 = 4;   // motor B

void drive(int in1, int in2, int in3, int in4) {
  digitalWrite(IN1, in1); digitalWrite(IN2, in2);
  digitalWrite(IN3, in3); digitalWrite(IN4, in4);
}

void setup() {
  for (int p = 3; p <= 9; p++) pinMode(p, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  analogWrite(ENA, 255);      // velocidad máxima (el jumper mantiene ENA a 5 V de todos modos)
  analogWrite(ENB, 255);
  drive(HIGH, LOW, HIGH, LOW);   // los dos hacia delante
  Serial.println("forward: IN1 H, IN2 L, IN3 H, IN4 L");
}

void loop() {
}

Tareas prácticas

0/2 tareas

Escribe el código y luego ejecuta las comprobaciones. La ejecución usa un reloj virtual y un entorno con guion, así que el mismo código da siempre el mismo resultado.

Arranque suave en ENA

Arduino C++

Quita el jumper de ENA y conecta ENA a D9. Mueve el motor A hacia delante (IN1 en D8 a HIGH, IN2 en D7 a LOW) y sube ENA de 0 a 255, un paso cada 10 ms, para que llegue a velocidad máxima en unos 2,5 s. Mantén la velocidad máxima 2 s, luego frena poniendo IN2 en HIGH e imprime "stopped".

Comprobaciones

Aún sin ejecutarFunciona durante 5,5 s
Aún sin ejecutarIN1 (D8) está en HIGH
Aún sin ejecutarIN2 (D7) está en LOW mientras se mueve
Aún sin ejecutarA los 0,25 s ENA (D9) está más o menos al 10 %
Aún sin ejecutarA 1 s ENA está más o menos al 40 %
Aún sin ejecutarA los 3,5 s ENA está al ciclo de trabajo completo
Aún sin ejecutarA los 5 s IN2 está en HIGH: frenando
Aún sin ejecutarImprime "stopped"

Pistas

Fija el sentido una vez, antes de la rampa: digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);
Un bucle for de 0 a 255 con analogWrite(ENA, duty) y delay(10) dentro da la rampa.
El freno es IN1 = IN2 con el puente habilitado: IN1 ya está en HIGH, así que pon también IN2 en HIGH.

Código de Arranque suave en ENA

Recorre un cuadrado

Arduino C++

Haz que un robot de dos ruedas recorra un cuadrado: cuatro veces, los dos motores hacia delante durante 1 s, luego gira sobre sí mismo durante 0,5 s (motor A hacia delante, motor B hacia atrás) e imprime "corner" con la cuenta. Después de la cuarta esquina, frena los dos motores. IN1 es D8, IN2 D7, IN3 D5 e IN4 D4; los jumpers de habilitación se quedan puestos.

Comprobaciones

Aún sin ejecutarFunciona durante 6,5 s
Aún sin ejecutarPrimer lado: IN3 (D5) está en HIGH
Aún sin ejecutarPrimer lado: IN4 (D4) está en LOW
Aún sin ejecutarPrimera esquina: IN3 está en LOW
Aún sin ejecutarPrimera esquina: IN4 está en HIGH, el motor B va hacia atrás
Aún sin ejecutarPrimera esquina: IN1 (D8) sigue en HIGH, el motor A va hacia delante
Aún sin ejecutarSegundo lado: IN3 vuelve a estar en HIGH
Aún sin ejecutarImprime "corner 4" antes de los 6,2 s
Aún sin ejecutarAl final IN2 (D7) está en HIGH: el motor A frena
Aún sin ejecutarAl final IN3 está en HIGH: el motor B frena

Pistas

Una función auxiliar drive(in1, in2, in3, in4) que escriba las cuatro entradas deja cada movimiento en una sola línea.
for (int side = 1; side <= 4; side++) { ... } en setup() recorre el cuadrado una vez; loop() puede quedarse vacío.
Frena los dos: drive(HIGH, HIGH, HIGH, HIGH).

Código de Recorre un cuadrado

Monta y avería

1MontajeSiguiente

Déjala en la PCB desnuda

Quita todas las piezas de la placa roja. La volverás a montar como lo haría una fábrica: primero las piezas SMD, luego las piezas bajas de agujero pasante, las altas, las soldaduras y, al final, los jumpers.

Colocación automática de las piezas SMD, y luego reflujo

Coloca las piezas bajas de agujero pasante

Coloca las piezas altas

Suelda las uniones de agujero pasante

Pon los jumpers

Conecta la Nano a IN1-IN4 y a GND

Conecta los dos motores

Conecta la LiPo a +12V y GND

Alimenta el banco

Carga Adelante

Carga Atrás

Carga Giro sobre sí mismo

Carga Freno

Carga Media velocidad

Conecta la LiPo al revésAveríala

Coloca C1 al revésAveríala

Aliméntalo con 4 x AAAveríala

Aliméntalo con 36 VAveríala

Deja una soldadura fría en la borna del motor AAveríala

Deja quitado el jumper 5V-ENAveríala

Quita el cable de GNDAveríala

Sujeta las dos ruedasAveríala

Vista despiezada

Conoce el banco

aliméntalo, elige un sentido, nota el calor

En el banco

Seleccionado

El sketch usa 2252 bytes del espacio de almacenamiento de programa

Código: Adelante

// L298N: IN1 e IN2 eligen el sentido del motor A, IN3 e IN4 el del motor B
const int ENA = 9, IN1 = 8, IN2 = 7;   // motor A: la habilitación y las dos entradas de sentido
const int ENB = 3, IN3 = 5, IN4 = 4;   // motor B

void drive(int in1, int in2, int in3, int in4) {
  digitalWrite(IN1, in1); digitalWrite(IN2, in2);
  digitalWrite(IN3, in3); digitalWrite(IN4, in4);
}

void setup() {
  for (int p = 3; p <= 9; p++) pinMode(p, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  analogWrite(ENA, 255);      // velocidad máxima (el jumper mantiene ENA a 5 V de todos modos)
  analogWrite(ENB, 255);
  drive(HIGH, LOW, HIGH, LOW);   // los dos hacia delante
  Serial.println("forward: IN1 H, IN2 L, IN3 H, IN4 L");
}

void loop() {
}

Driver L298N

El banco

Monta y avería

Déjala en la PCB desnuda

Colocación automática de las piezas SMD, y luego reflujo

Coloca las piezas bajas de agujero pasante

Coloca las piezas altas

Suelda las uniones de agujero pasante

Pon los jumpers

Conecta la Nano a IN1-IN4 y a GND

Conecta los dos motores

Conecta la LiPo a +12V y GND

Alimenta el banco

Carga Adelante

Carga Atrás

Carga Giro sobre sí mismo

Carga Freno

Carga Media velocidad

Conecta la LiPo al revésAveríala

Coloca C1 al revésAveríala

Aliméntalo con 4 x AAAveríala

Aliméntalo con 36 VAveríala

Deja una soldadura fría en la borna del motor AAveríala

Deja quitado el jumper 5V-ENAveríala

Quita el cable de GNDAveríala

Sujeta las dos ruedasAveríala

Vista despiezada

Averíala a propósito

LiPo al revés

C1 al revés

6 V es demasiado poco con 5V-EN puesto

36 V en +12V

Soldadura fría en la borna del motor A

Falta el jumper 5V-EN

Sin tierra común

Las dos ruedas bloqueadas

Estado en vivo

Consumo de corriente

Ponte a prueba

Después de: Pon los jumpers

Después de: Carga Freno

Después de: Sujeta las dos ruedas

Cuestionario final del banco

Conoce el banco

Fuentes

En el banco

Tareas prácticas

Arranque suave en ENA

Comprobaciones

Recorre un cuadrado

Comprobaciones

Driver L298N

El banco

Monta y avería

Déjala en la PCB desnuda

Colocación automática de las piezas SMD, y luego reflujo

Coloca las piezas bajas de agujero pasante

Coloca las piezas altas

Suelda las uniones de agujero pasante

Pon los jumpers

Conecta la Nano a IN1-IN4 y a GND

Conecta los dos motores

Conecta la LiPo a +12V y GND

Alimenta el banco

Carga Adelante

Carga Atrás

Carga Giro sobre sí mismo

Carga Freno

Carga Media velocidad

Conecta la LiPo al revésAveríala

Coloca C1 al revésAveríala

Aliméntalo con 4 x AAAveríala

Aliméntalo con 36 VAveríala

Deja una soldadura fría en la borna del motor AAveríala

Deja quitado el jumper 5V-ENAveríala

Quita el cable de GNDAveríala

Sujeta las dos ruedasAveríala

Vista despiezada

Averíala a propósito

LiPo al revés