如何通过ESP32和L298N模块控制直流电机的速度

如何通过ESP32和L298N模块控制直流电机的速度

控制直流电动机可以通过合适的组件和理解变得简单。在本教程中，我们将研究如何使用 ESP32 微控制器和 L298N 电机驱动模块控制两个直流电动机。通过本指南的学习，您将能够根据 ESP32 发出的 PWM 信号调整电动机的速度和方向，从而在机器人和自动化领域实现多种应用。

本教程附带的视频提供了整个过程的视觉演示，包括接线和编码（视频在：00）。

硬件解析

为了实现电机控制，我们将使用ESP32和L298N电机驱动模块。ESP32是一款强大的微控制器，具有Wi-Fi和蓝牙功能，非常适合IoT项目。L298N是一个H桥电机驱动器，允许我们通过使用PWM信号来控制电机的方向和速度。L298N模块具有两个H桥电路，这意味着我们可以独立控制两个电机。每个H桥允许控制电机的方向（顺时针或逆时针）和通过改变PWM信号来调节速度。通过将L298N的使能和输入引脚连接到ESP32，我们可以有效地操控电机。

数据表详情

制造商	意法半导体
零件号码	L298N
逻辑/IO 电压	5 V
供电电压	5-46 V (VS)
输出电流（每通道）	2 A 最大/通道（绝对最大）
峰值电流（每通道）	2.5 安培
PWM频率指导	1 kHz - 15 kHz
输入逻辑阈值	2.5 伏 (高)，1.5 伏 (低)
电压降 / R_DS(导通)/ 饱和度	1.8 伏特在 2 安培时
热极限	150 °C
包裹	15针多功率
注释 / 变体	双H桥电机驱动器

抱歉，您没有提供要翻译的文本。

确保电机的电压等级与L298N的供电电压匹配。
在高电流下连续运行时，请使用足够的散热器。
连接所有组件的接地，以避免浮动参考。
使用适合该应用的PWM频率（1-15 kHz）。
注意最大电流额定值，以防止过热。
在确定接线之前测试电机方向，以避免损坏。
考虑在电源上使用去耦电容以实现稳定性。

接线说明

将L298N接线到ESP32时，首先将两个直流电机连接到L298N的输出端子上。将电机1连接到标记为的端子。OUT1和OUT2, 和电机 2 到OUT3和OUT4电机的极性无关紧要，因为 L298N 会处理方向。接下来，将外部电源连接到VMS和GNDL298N上的端子。确保电压适合您的电动机，通常在5V到46V之间。5VL298N上的端子可以在需要时为ESP32供电，但确保满足电流要求。对于控制引脚，连接ENA到 GPIO 19，IN1连接到GPIO 18，和IN2连接到电机1的GPIO 5。对于电机2，连接IN3到 GPIO 17，IN4到 GPIO 16，和ENB连接到 GPIO 4。最后，将 ESP32 和 L298N 的地线连接在一起，以确保共同参考。

代码示例与指南

以下代码片段演示了如何使用为ESP32设计的L298N库控制电机。该库简化了向电机发送命令的过程。首先，包含必要的库，并定义电机参数：


#include 
#define ENA 19
#define IN1 18
#define IN2 5
#define IN3 17
#define IN4 16
#define ENB 4
Robojax_L298N_DC_motor robot(IN1, IN2, ENA, CHA, IN3, IN4, ENB, CHB);

在这个代码片段中，我们为两个电机定义控制引脚。库实例robot被创建，用于在整个程序中控制电机。接下来，我们设置串行通信并初始化机器人实例。setup()功能：


void setup() {
  Serial.begin(115200);
  robot.begin();
}

这初始化了调试的串行通信，并准备了电机控制库以供操作。最后，主控制逻辑被放置在loop()功能，可以旋转电机并调整其速度：


void loop() {
  robot.rotate(motor1, 80, CW); // run motor1 at 80% speed in CW direction
  delay(3000); // wait for 3 seconds
  robot.brake(1); // brake motor1
  delay(2000); // wait for 2 seconds
}

该摘录演示了如何以80%的速度顺时针旋转电动机1三秒钟，然后制动。完整代码包括电动机2的额外逻辑和不同的速度，可以在文章下方加载的完整程序中查看。

演示 / 预期内容

当执行时，电动机应该对来自ESP32的PWM信号做出响应。您将看到电机1以80%的速度顺时针旋转，随后执行刹车动作。该程序包含逐步管理速度变化的逻辑，可以通过观察电机从0%加速到100%的过程进行测试（视频在05:00）。常见的陷阱包括未正确连接接地，这可能导致不稳定的行为，以及超过L298N的电流额定值，导致其过热。确保监测电机的行为，并根据需要调整参数。