Fig. 06 · Labo de robotique · Pourquoi ne pas l'utiliser

Driver L298N

Arduino Nano

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Banc

Pas encore de mesure

+12V (alimentation moteurs)

Pas encore de mesure

Consommation

0 mA

Monter et casser

1MonterÀ suivre
Démontez jusqu'au circuit nu
Retirez tous les composants de la carte rouge. Vous allez les remettre comme le ferait une usine : les composants CMS d'abord, puis les composants traversants bas, les hauts, les soudures, et les cavaliers en dernier.
2
Placement automatique des composants CMS, puis refusion
3
Posez les composants traversants bas
4
Posez les composants hauts
5
Soudez les composants traversants
6
Posez les cavaliers
7
Câblez le Nano sur IN1-IN4 et GND
8
Câblez les deux moteurs
9
Câblez la LiPo sur +12V et GND
10
Mettez le banc sous tension
11
Téléversez « Avant »
12
Téléversez « Arrière »
13
Téléversez « Pivot sur place »
14
Téléversez « Frein »
15
Téléversez « Mi-vitesse »
16
Branchez la LiPo à l'enversCasser
17
Posez C1 à l'enversCasser
18
Alimentez-le avec 4 piles AACasser
19
Alimentez-le en 36 VCasser
20
Laissez une soudure froide sur le bornier du moteur ACasser
21
Laissez le cavalier 5V-EN de côtéCasser
22
Oubliez le fil de GNDCasser
23
Bloquez les deux rouesCasser
24
Vue éclatée

Casser exprès

Chaque panne est de celles qui piègent ceux qui montent pour de vrai. Déclenchez-la, lisez le symptôme sur le banc, puis réparez.

LiPo à l'envers
polarité inversée
Pourquoi ça arrive
Symptôme: La LED d'alimentation reste éteinte, rien ne tourne, les diodes et C1 chauffent en quelques secondes et les fils de la batterie tiédissent.
Il n'y a ni diode de protection ni fusible. Inversées, les huit diodes de roue libre conduisent de GND à travers les sorties jusqu'à +12V et placent deux chutes de diode, environ 2 V, directement aux bornes de la batterie. Plusieurs ampères traversent des diodes de 1 A, et C1 voit une tension inverse.
Solution: Débranchez immédiatement, vérifiez que les diodes et C1 ne sont pas abîmés, et mettez le rouge sur +12V. Un connecteur qui ne se branche que dans un sens l'empêche.
C1 à l'envers
pièce à l'envers
Pourquoi ça arrive
Symptôme: Un sifflement et un pop quand la batterie est branchée, un boîtier gonflé, une odeur de poisson.
Un électrolytique aluminium ne tient la tension que dans un sens. À l'envers, sa couche d'oxyde cède, il conduit, chauffe, et l'électrolyte bout jusqu'à ce que l'évent s'ouvre.
Solution: Remplacez C1, bande (moins) vers le bord avant, comme imprimé.
6 V, c'est trop peu avec 5V-EN en place
brown-out
Pourquoi ça arrive
Symptôme: La LED d'alimentation brille faiblement, les moteurs tressautent ou ne font rien et la logique ne cesse de décrocher.
Le 78M05 a besoin d'environ 2 V de plus à son entrée que ce qu'il fournit. À partir de 6 V, il arrive à environ 4 V, sous les 4,5 V dont a besoin la logique du L298N. Et de toute façon, les moteurs ne verraient qu'environ 4,4 V après la chute du pont.
Solution: Utilisez une LiPo 2S (7,4 V) ou plus. Sur une batterie de 6 V, retirez le cavalier 5V-EN et alimentez la vis +5V par le 5 V du Nano.
36 V sur +12V
mauvaise tension
Pourquoi ça arrive
Symptôme: Un pop du régulateur ou de C1, la LED d'alimentation s'éteint, et la vis 5 V peut porter toute la tension d'alimentation.
Le L298N est donné pour 46 V, mais les condensateurs de 220 µF du module sont des composants de 35 V et le 78M05 accepte 35 V au plus. Quand un régulateur lâche, il claque souvent en court-circuit et transmet toute la tension d'alimentation à tout ce qui est sur +5V.
Solution: Restez à 12 V ou moins avec le cavalier 5V-EN en place. Au-delà, retirez le cavalier et fournissez vous-même le 5 V, et restez sous 35 V sur cette carte.
Soudure froide sur le bornier du moteur A
soudure froide
Pourquoi ça arrive
Symptôme: Le moteur A hoquette, se coupe sur les chocs ou ne tourne que dans un sens ; la broche du bornier tiédit.
Les broches du bornier portent tout le courant du moteur. Une soudure terne et granuleuse ne fait contact qu'une partie du temps, et sa résistance transforme le courant en chaleur.
Solution: Refaites la soudure avec de l'étain neuf jusqu'à ce qu'il coule en un cône brillant autour de la broche.
Cavalier 5V-EN manquant
pièce manquante
Pourquoi ça arrive
Symptôme: La batterie est branchée, mais la LED d'alimentation est éteinte et aucune commande ne fait rien.
Le cavalier relie +12V au 78M05. Sans lui, le régulateur est coupé, le rail +5V est mort et la logique du L298N n'a pas d'alimentation : ses interrupteurs ne deviennent donc jamais passants.
Solution: Remettez le cavalier ou, avec une alimentation de plus de 12 V, amenez du 5 V sur la vis +5V depuis le contrôleur.
Pas de masse commune
entrée flottante
Pourquoi ça arrive
Symptôme: Les moteurs tressautent, tournent dans le mauvais sens ou ignorent le sketch, et toucher un fil change ce qu'ils font.
Un niveau logique est une tension entre deux points. Sans fil entre le GND du Nano et le GND du module, le L298N mesure les broches du Nano par rapport à rien : les entrées flottent et dérivent au moindre bruit.
Solution: Tirez un fil du GND du Nano vers la vis GND du bornier d'alimentation.
Les deux roues calées
surchauffe
Pourquoi ça arrive
Symptôme: Le dissipateur devient trop chaud pour être touché, puis les moteurs hoquettent : ils s'arrêtent, redémarrent quelques secondes plus tard et s'arrêtent de nouveau.
Un moteur TT bloqué tire environ 1,1 A sous 7,4 V. Les deux interrupteurs passants perdent environ 2,7 V à ce courant, environ 3 W par pont, 6 W pour les deux. Le L298N n'a pas de limitation de courant ; seule sa coupure en surchauffe l'arrête, et il redémarre dès qu'il a un peu refroidi.
Solution: Libérez les roues et coupez dans le sketch l'alimentation d'un moteur calé. Mieux : un driver à MOSFET comme le TB6612FNG, qui perd un dixième de la puissance.

Présentation du banc

mettez-le sous tension, choisissez un sens, sentez la chaleur

Le L298N est le driver de moteurs de presque tous les kits de démarrage : une carte rouge carrée de 43 mm avec un dissipateur noir, deux borniers moteur bleus et une LiPo 2S sur son bornier d'alimentation. Dans la puce, il y a deux ponts en H faits de transistors bipolaires, une conception des années 1990. IN1 et IN2 choisissent le sens du moteur A, IN3 et IN4 celui du moteur B, et ENA et ENB activent chaque pont ; tel que le module est livré, deux cavaliers relient les deux entrées d'activation au +5V : les moteurs tournent donc à pleine vitesse. Un régulateur 78M05 derrière le cavalier 5V-EN fabrique à partir de la batterie l'alimentation logique 5 V de la puce. Le hic, c'est la chute de tension : deux interrupteurs bipolaires sont en série avec chaque moteur et perdent à eux deux 1,4 + 1,15 x I volts, environ 1,6 V avec un moteur TT en rotation libre et 2,7 V avec la roue bloquée, et tout ça se transforme en chaleur. Montez le module, câblez le Nano, les moteurs et la batterie, faites-le tourner dans tous les sens, puis bloquez les roues et regardez le dissipateur grimper jusqu'à ce que la puce se coupe. Le TB6612FNG du banc précédent fait le même travail et perd environ 0,1 V.

Sources

Sur le banc

Sélectionné

Le sketch utilise 2 252 octets d'espace programme

Code : Avant

// L298N : IN1 et IN2 choisissent le sens du moteur A, IN3 et IN4 celui du moteur B
const int ENA = 9, IN1 = 8, IN2 = 7;   // moteur A : l'activation et les deux entrées de sens
const int ENB = 3, IN3 = 5, IN4 = 4;   // moteur 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);      // pleine vitesse (de toute façon, le cavalier tient ENA à 5 V)
  analogWrite(ENB, 255);
  drive(HIGH, LOW, HIGH, LOW);   // les deux en avant
  Serial.println("forward: IN1 H, IN2 L, IN3 H, IN4 L");
}

void loop() {
}

Exercices pratiques

0/2 exercices

Écrivez le code, puis lancez les vérifications. L'exécution utilise une horloge virtuelle et un monde scripté : le même code donne toujours le même résultat.

Démarrage progressif sur ENA

Arduino C++

Retirez le cavalier ENA et câblez ENA sur D9. Faites tourner le moteur A en avant (IN1 sur D8 à HIGH, IN2 sur D7 à LOW) et faites monter ENA de 0 à 255, un cran toutes les 10 ms, pour qu'il atteigne la pleine vitesse en environ 2,5 s. Tenez la pleine vitesse pendant 2 s, puis freinez en passant IN2 à HIGH et affichez « stopped ».

Vérifications

Pas encore lancéTourne pendant 5,5 s
Pas encore lancéIN1 (D8) est à HIGH
Pas encore lancéIN2 (D7) est à LOW pendant l'entraînement
Pas encore lancéÀ 0,25 s, ENA (D9) est à environ 10 %
Pas encore lancéÀ 1 s, ENA est à environ 40 %
Pas encore lancéÀ 3,5 s, ENA est à plein rapport cyclique
Pas encore lancéÀ 5 s, IN2 est à HIGH : freinage
Pas encore lancéAffiche « stopped »

Indices

Réglez le sens une fois, avant la rampe : digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);
Une boucle for de 0 à 255 avec analogWrite(ENA, duty) et delay(10) à l'intérieur donne la rampe.
Le frein, c'est IN1 = IN2 avec le pont activé : IN1 est déjà à HIGH, mettez donc aussi IN2 à HIGH.

Code pour Démarrage progressif sur ENA

Parcourez un carré

Arduino C++

Faites parcourir un carré à un robot à deux roues : quatre fois, les deux moteurs en avant pendant 1 s, puis un pivot de 0,5 s (moteur A en avant, moteur B en arrière), et affichez « corner » suivi du compte. Après le quatrième coin, freinez les deux moteurs. IN1 est sur D8, IN2 sur D7, IN3 sur D5, IN4 sur D4 ; les cavaliers d'activation restent en place.

Vérifications

Pas encore lancéTourne pendant 6,5 s
Pas encore lancéPremier côté : IN3 (D5) est à HIGH
Pas encore lancéPremier côté : IN4 (D4) est à LOW
Pas encore lancéPremier coin : IN3 est à LOW
Pas encore lancéPremier coin : IN4 est à HIGH, le moteur B tourne en arrière
Pas encore lancéPremier coin : IN1 (D8) reste à HIGH, moteur A en avant
Pas encore lancéDeuxième côté : IN3 est de nouveau à HIGH
Pas encore lancéAffiche « corner 4 » avant 6,2 s
Pas encore lancéÀ la fin, IN2 (D7) est à HIGH : le moteur A freine
Pas encore lancéÀ la fin, IN3 est à HIGH : le moteur B freine

Indices

Une fonction drive(in1, in2, in3, in4) qui écrit les quatre entrées ramène chaque mouvement à une seule ligne.
for (int side = 1; side <= 4; side++) { ... } dans setup() parcourt le carré une fois ; loop() peut rester vide.
Freiner les deux : drive(HIGH, HIGH, HIGH, HIGH).

Code pour Parcourez un carré

Monter et casser

1MonterÀ suivre

Démontez jusqu'au circuit nu

Retirez tous les composants de la carte rouge. Vous allez les remettre comme le ferait une usine : les composants CMS d'abord, puis les composants traversants bas, les hauts, les soudures, et les cavaliers en dernier.

Placement automatique des composants CMS, puis refusion

Posez les composants traversants bas

Posez les composants hauts

Soudez les composants traversants

Posez les cavaliers

Câblez le Nano sur IN1-IN4 et GND

Câblez les deux moteurs

Câblez la LiPo sur +12V et GND

Mettez le banc sous tension

Téléversez « Avant »

Téléversez « Arrière »

Téléversez « Pivot sur place »

Téléversez « Frein »

Téléversez « Mi-vitesse »

Branchez la LiPo à l'enversCasser

Posez C1 à l'enversCasser

Alimentez-le avec 4 piles AACasser

Alimentez-le en 36 VCasser

Laissez une soudure froide sur le bornier du moteur ACasser

Laissez le cavalier 5V-EN de côtéCasser

Oubliez le fil de GNDCasser

Bloquez les deux rouesCasser

Vue éclatée

Présentation du banc

mettez-le sous tension, choisissez un sens, sentez la chaleur

Sur le banc

Sélectionné

Le sketch utilise 2 252 octets d'espace programme

Code : Avant

// L298N : IN1 et IN2 choisissent le sens du moteur A, IN3 et IN4 celui du moteur B
const int ENA = 9, IN1 = 8, IN2 = 7;   // moteur A : l'activation et les deux entrées de sens
const int ENB = 3, IN3 = 5, IN4 = 4;   // moteur 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);      // pleine vitesse (de toute façon, le cavalier tient ENA à 5 V)
  analogWrite(ENB, 255);
  drive(HIGH, LOW, HIGH, LOW);   // les deux en avant
  Serial.println("forward: IN1 H, IN2 L, IN3 H, IN4 L");
}

void loop() {
}

Driver L298N

Le banc

Monter et casser

Démontez jusqu'au circuit nu

Placement automatique des composants CMS, puis refusion

Posez les composants traversants bas

Posez les composants hauts

Soudez les composants traversants

Posez les cavaliers

Câblez le Nano sur IN1-IN4 et GND

Câblez les deux moteurs

Câblez la LiPo sur +12V et GND

Mettez le banc sous tension

Téléversez « Avant »

Téléversez « Arrière »

Téléversez « Pivot sur place »

Téléversez « Frein »

Téléversez « Mi-vitesse »

Branchez la LiPo à l'enversCasser

Posez C1 à l'enversCasser

Alimentez-le avec 4 piles AACasser

Alimentez-le en 36 VCasser

Laissez une soudure froide sur le bornier du moteur ACasser

Laissez le cavalier 5V-EN de côtéCasser

Oubliez le fil de GNDCasser

Bloquez les deux rouesCasser

Vue éclatée

Casser exprès

LiPo à l'envers

C1 à l'envers

6 V, c'est trop peu avec 5V-EN en place

36 V sur +12V

Soudure froide sur le bornier du moteur A

Cavalier 5V-EN manquant

Pas de masse commune

Les deux roues calées

État en direct

Consommation

Testez-vous

Après : Posez les cavaliers

Après : Téléversez « Frein »

Après : Bloquez les deux roues

Quiz de fin de banc

Présentation du banc

Sources

Sur le banc

Exercices pratiques

Démarrage progressif sur ENA

Vérifications

Parcourez un carré

Vérifications

Driver L298N

Le banc

Monter et casser

Démontez jusqu'au circuit nu

Placement automatique des composants CMS, puis refusion

Posez les composants traversants bas

Posez les composants hauts

Soudez les composants traversants

Posez les cavaliers

Câblez le Nano sur IN1-IN4 et GND

Câblez les deux moteurs

Câblez la LiPo sur +12V et GND

Mettez le banc sous tension

Téléversez « Avant »

Téléversez « Arrière »

Téléversez « Pivot sur place »

Téléversez « Frein »

Téléversez « Mi-vitesse »

Branchez la LiPo à l'enversCasser

Posez C1 à l'enversCasser

Alimentez-le avec 4 piles AACasser

Alimentez-le en 36 VCasser

Laissez une soudure froide sur le bornier du moteur ACasser

Laissez le cavalier 5V-EN de côtéCasser

Oubliez le fil de GNDCasser

Bloquez les deux rouesCasser

Vue éclatée

Casser exprès

LiPo à l'envers