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Controlando Múltiplos Motores DC Usando um Módulo BTS7960 com Arduino

Neste tutorial, vamos explorar como controlar múltiplos motores DC usando o módulo BTS7960 com um Arduino. O BTS7960 é um poderoso driver de motor capaz de lidar com altas correntes e permite o controle preciso da direção e velocidade do motor através de PWM (Modulação por Largura de Pulso). Ao final deste projeto, você terá uma configuração funcional que pode controlar dois motores DC, girando-os em ambas as direções, horário e anti-horário. Este tutorial o guiará através da configuração de hardware, instruções de cabeamento e o código necessário para operar os motores. Para uma compreensão mais clara de todo o processo, certifique-se de conferir o vídeo acompanhante (no vídeo em 00:00).

Hardware Explicado

O componente principal deste projeto é o módulo driver de motor BTS7960. Este módulo inclui dois drivers em ponte H que podem controlar a direção dos motores mudando a polaridade da tensão aplicada ao motor. Cada driver pode suportar até 43A de corrente, o que o torna adequado para aplicações de alta potência. O módulo também possui proteção embutida contra situações de sobretemperatura e sobrecorrente. Além do BTS7960, você precisará de uma placa Arduino para controlar os motores. O Arduino envia sinais PWM para o driver do motor, permitindo que você ajuste a velocidade e a direção dos motores. As conexões entre o Arduino e o módulo BTS7960 são cruciais, pois ditam como os motores responderão aos sinais.

Detalhes da Ficha Técnica

• Certifique-se de um dissipador de calor adequado ao operar em altas correntes.
• Use o cumprimento de fio apropriado para conexões de energia.
• Verifique novamente as conexões dos pinos entre o Arduino e o BTS7960.
• Implemente a limitação de corrente para evitar danos ao módulo.
• Use capacitores de desacoplamento próximos à fonte de alimentação para estabilidade.

Instruções de fiação

Para conectar o módulo BTS7960 ao Arduino, siga estas conexões cuidadosamente: 1. **Conexões de Alimentação**: Conecte o terminal positivo da sua fonte de alimentação ao terminal B+ no módulo BTS7960, e o terminal negativo ao terminal B-. Certifique-se de que a fonte de alimentação corresponda aos requisitos de voltagem dos seus motores. 2. **Conexões do Motor**: Conecte os fios do motor aos terminais M+ e M- no módulo. Isso permitirá que o módulo controle o motor. 3. **Pinos do Arduino**: Conecte os seguintes pinos no Arduino ao módulo BTS7960: - Pino 3 (RPWM) ao pino RPWM no módulo. - Pino 4 (R_EN) ao pino R_EN no módulo. - Pino 5 (R_IS) ao pino R_IS no módulo. - Pino 6 (LPWM) ao pino LPWM no módulo. - Pino 7 (L_EN) ao pino L_EN no módulo. - Pino 8 (L_IS) ao pino L_IS no módulo. 4. **Conexões de Terra**: Conecte o pino de terra do Arduino ao pino de terra no módulo BTS7960 para garantir uma referência comum para os sinais. Certifique-se de que todas as conexões estão seguras para evitar qualquer comportamento inesperado durante a operação.

Instale a biblioteca necessária

Para instalar orobojax_BTS7960_motor_driver_libraryno IDE Arduino, primeiro baixe o arquivo ZIP da biblioteca no link fornecido. Com o arquivo salvo, abra seu IDE Arduino e navegue atéSketch > Incluir Biblioteca > Adicionar Biblioteca .ZIP...No arquivo de seleção, navegue até o arquivo ZIP baixado, selecione-o e clique em "Abrir". O IDE então instalará a biblioteca. Você pode confirmar uma instalação bem-sucedida verificando oArquivo > Exemplosmenu, onde uma nova categoria chamada "Biblioteca de Driver de Motor Robojax BTS7960" deve aparecer. Agora você pode incluir o cabeçalho da biblioteca no seu código com#include <RobojaxBTS7960.h>.

Exemplos de Código e Tutorial

Os trechos de código a seguir demonstram como configurar e controlar os motores usando o módulo BTS7960. A configuração inicial define os pinos conectados aos motores e inicializa os objetos dos motores:

// pins for motor 1
#define RPWM_1 3
#define R_EN_1 4
#define R_IS_1 5
#define LPWM_1 6
#define L_EN_1 7
#define L_IS_1 8

// pins for motor 2
#define RPWM_2 9
#define R_EN_2 10
#define R_IS_2 12
#define LPWM_2 11
#define L_EN_2 A0
#define L_IS_2 A1

#include 
RobojaxBTS7960 motor1(R_EN_1, RPWM_1, R_IS_1, L_EN_1, LPWM_1, L_IS_1, debug);
RobojaxBTS7960 motor2(R_EN_2, RPWM_2, R_IS_2, L_EN_2, LPWM_2, L_IS_2, debug);

Esta seção do código configura as definições dos pinos e cria instâncias da classe `RobojaxBTS7960` para ambos os motores. A função `setup()` inicializa os motores e o monitor serial:

void setup() {
  Serial.begin(9600); // setup Serial Monitor
  motor1.begin();
  motor2.begin();
}

Aqui, o método `motor.begin()` prepara cada motor para operação, permitindo que você os controle na função `loop()`. Na função `loop()`, você pode controlar os motores com comandos como este:

void loop() {
   motor1.rotate(100, CW); // run motor 1 at 100% speed CW
   delay(5000); // run for 5 seconds
   motor1.stop(); // stop motor 1
   delay(3000); // stop for 3 seconds
   motor2.rotate(100, CCW); // run motor 2 at 100% speed CCW
   delay(5000); // run for 5 seconds
   motor2.stop(); // stop motor 2
   delay(3000); // stop for 3 seconds
}

Esta seção mostra como girar os motores em ambas as direções e controlar sua velocidade. O código completo está carregado abaixo do artigo para sua referência.

Demonstração / O que Esperar

Após concluir a fiação e carregar o código, você deve observar os motores girando em ambas as direções, horário e anti-horário. O código fará cada motor funcionar em velocidade total por cinco segundos, parar por três segundos e repetir o processo. Fique atento a quaisquer problemas potenciais, como conexões invertidas ou fonte de energia insuficiente. Se você encontrar problemas, verifique novamente sua fiação e garanta que a fonte de energia seja adequada (no vídeo em 00:00).

Marcas de Tempo do Vídeo

• 00:00 Início
• 00:48 Hardware Explicado
• 04:06 Ficha técnica visualizada
• 07:07 Fiação Explicada
• 09:00 Código explicado
• 14:33 Demonstração
• 16:47 Teste de corrente máxima
• 19:25 Imagem térmica
• 19:27 Teste de código diferente

Imagens

BTS7960_module-1

BTS7960_module-2

BTS7960_module-3

BTS7960_module-4-heat-sink

BTS7960-_2_motor_wiring

BTS7960_module-1

BTS7960_module-2

BTS7960_module-3

BTS7960_module-4-heat-sink

BTS7960-_2_motor_wiring

++
/*
* This is the Arduino code for the BTS7960 DC motor driver.
Using this code, you can control more than one motor to rotate in both directions: clockwise (CW) 
and counter-clockwise (CCW).
📚⬇️ Download and resource page for this video https://robojax.com/RJT169
📚⬇️ Download and resource page https://robojax.com/RJT170


Written by Ahmad Shamshiri for Robojax.com on
July 16, 2020 in Ajax, Ontario, Canada.

Watch video instructions for this code:  https://youtu.be/PUL5DZ9TA2o


BTS7960B
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 * This code has been downloaded from Robojax.com
    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
    (at your option) any later version.

    This program is distributed in the hope that it will be useful,
    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
    GNU General Public License for more details.

    You should have received a copy of the GNU General Public License
    along with this program.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.

*/

// pins for motor 1
#define RPWM_1 3 // define pin 3 for RPWM pin (output)
#define R_EN_1 4 // define pin 2 for R_EN pin (input)
#define R_IS_1 5 // define pin 5 for R_IS pin (output)

#define LPWM_1 6 // define pin 6 for LPWM pin (output)
#define L_EN_1 7 // define pin 7 for L_EN pin (input)
#define L_IS_1 8 // define pin 8 for L_IS pin (output)
// motor 1 pins end here

// pins for motor 2
#define RPWM_2 9 // define pin 9 for RPWM pin (output)
#define R_EN_2 10 // define pin 10 for R_EN pin (input)
#define R_IS_2 12 // define pin 12 for R_IS pin (output)

#define LPWM_2 11 // define pin 11 for LPWM pin (output)
#define L_EN_2 A0 // define pin 7 for L_EN pin (input)
#define L_IS_2 A1 // define pin 8 for L_IS pin (output)
// motor 2 pins end here



#define CW 1 //
#define CCW 0 //
#define debug 1 //

#include <RobojaxBTS7960.h>
RobojaxBTS7960 motor1(R_EN_1,RPWM_1,R_IS_1, L_EN_1,LPWM_1,L_IS_1,debug);//define motor 1 object
RobojaxBTS7960 motor2(R_EN_2,RPWM_2,R_IS_2, L_EN_2,LPWM_2,L_IS_2,debug);//define motor 2 object and the same way for other motors

void setup() {
  // BTS7960 Motor Control Code by Robojax.com 20190622
  Serial.begin(9600);// setup Serial Monitor to display information

   motor1.begin();
   motor2.begin();   
   
    // BTS7960 Motor Control Code by Robojax.com 20190622 
}

void loop() {
   // BTS7960 Motor Control Code by Robojax.com 20190622 
    motor1.rotate(100,CW);// run motor 1 with 100% speed in CW direction
    delay(5000);//run for 5 seconds
    motor1.stop();// stop the motor 1
    delay(3000);// stop for 3 seconds
    motor1.rotate(100,CCW);// run motor 1 at 100% speed in CCW direction
    delay(5000);// run for 5 seconds
    motor1.stop();// stop the motor 1
    delay(3000);  // stop for 3 seconds

    motor2.rotate(100,CW);// run motor 2 with 100% speed in CW direction
    delay(5000);//run for 5 seconds
    motor2.stop();// stop the motor 2
    delay(3000);// stop for 3 seconds
    motor2.rotate(100,CCW);// run motor 2 at 100% speed in CCW direction
    delay(5000);// run for 5 seconds
    motor2.stop();// stop the motor 2
    delay(3000);  // stop for 3 seconds

    
  // slowly speed up the motor 1 from 0 to 100% speed
    for(int i=0; i<=100; i++){ 
        motor1.rotate(i,CCW);
        delay(50);
    } 
  
   // slow down the motor 2 from 100% to 0
    for(int i=100; i>0; i--){ 
        motor2.rotate(i,CCW);
        delay(50);
    } 
    motor2.stop();// stop motor 2
    delay(3000); // stop for 3 seconds        
 // BTS7960 more than 1 Motor Control Code by Robojax.com 20190622  
}// loop ends