Motorsteuerung per Arduino anschließen & verwenden

Das Verbinden eines Gleichstrommotors mit einem Arduino ist vorteilhaft, wenn man ein ferngesteuertes Auto oder Boot bauen möchte. Wir werden verschiedene Optionen für die Anbindung von Gleichstrommotoren mithilfe von Bipolar- oder Mosfet-Transistoren sowie des Motortreibermoduls L298N betrachten. Diese Übersicht enthält Schaltpläne und Arduino-Programme für sämtliche Möglichkeiten zur Steuerung von Gleichstrommotoren.

Die Bürstenmotoren des Arduino (Gleichstrommotors) sind für verschiedene Spannungen ausgelegt. Bei Verwendung des Kollektormotors mit 3 bis 5 Volt kann er über einen Transistor an die Stromversorgungsanschlüsse des Arduino angeschlossen werden. Die fa 130-Motoren im Getriebegehäuse sind für Spannungen ab 6 Volt ausgelegt und benötigen daher einen Feldeffekttransistor oder einen Arduino-Treiber L298N zur Ansteuerung.

Gleichstrommotor Arduino pinout, datasheet

Merkmale des DC-Motor FA-130 (datasheet)

• Stromversorgung: 2,4 – 13,8 V
• Leerlaufdrehzahl: 2800 U/min
• Leerlaufstrom: 0,025A
• Nenndrehzahl: 2007 U/min
• Nennstrom: 0,063A
• Nenndrehmoment: 7,08 g-cm

Die Abbildung zeigt den Aufbau und die Funktionsweise eines Gleichstrommotors. Wie man sieht, muss eine Gleichspannung an den Motor angelegt werden, damit sich der Rotor zu drehen beginnt. Wird die Polarität umgekehrt, dreht sich der Rotor in die entgegengesetzte Richtung. Mit dem Treiber L298N kann die Drehrichtung des 5V-Gleichstrommotors umgekehrt werden, was den Einsatz in Bastelprojekten erleichtert.

Wie man einen DC-Motor an einen Arduino anschließt

Um den Bürstenmotor über einen Transistor anzuschließen, können Sie entweder den 5V-Pin des Arduino oder eine externe Stromversorgung nutzen. Ein Kondensator in der Schaltung reduziert Rauschen. Der Transistor ist der Schalter des Stromkreises. Die Steuerung des Mosfet-Transistors erfolgt über einen digitalen Pin des Arduino Uno-Mikrocontrollers. Verbinden Sie den Motor und laden Sie das Programm.

Programm Arduino für Motorsteuerung per Transistor mosfet

#define motor_pin 12

void setup() {
  pinMode(motor_pin, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(motor_pin, HIGH);
  delay(1000);
 
  digitalWrite(motor_pin, LOW);
  delay(1000);
}

1. Zwei FA-130-Motoren können bei Bedarf an den Arduino angeschlossen werden;
2. Ein beliebiger Anschluss kann zur Steuerung des Transistors verwendet werden.

Wie man einen DC-Motor an einen L298N Arduino

Wenn man den DC-Motor über das L298N- oder L293D Motortreibermodul an den Arduino Uno anschließt, lässt sich die Drehrichtung des Antriebs ändern. Allerdings müssen Sie zuerst die erforderlichen Arduino-Bibliotheken installieren, um diese Module verwenden zu können. Im nachfolgenden Beispiel ist ein Schaltplan mit dem L298N-Modul dargestellt. Bauen Sie die Schaltung entsprechend auf und laden Sie den folgenden Code.

Programm Arduino für Motorsteuerung per L298N Treiber/Driver

#define IN1 4
#define IN2 5
#define IN3 6
#define IN4 7

void setup() {
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT);
  pinMode(IN4, OUTPUT);
}

void loop() {

  digitalWrite(IN1, HIGH);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, HIGH);
  digitalWrite(IN4, LOW);

  delay(1000);

  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, LOW);
  digitalWrite(IN4, LOW);

  delay(1000);

  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, HIGH);
  digitalWrite(IN3, LOW);
  digitalWrite(IN4, HIGH);

  delay(1000);

  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, LOW);
  digitalWrite(IN4, LOW);

  delay(1000);
}

1. Mit dem Treiber können Sie die Geschwindigkeit und die Richtung des Motors steuern;
2. Wenn sich die Motoren nicht drehen, schließen Sie eine 6-12-V-Stromversorgung an den Treiber an.

Schlussfolgerung. Bevor Sie entscheiden, wie der Motor mit dem Arduino Uno gesteuert werden soll, müssen Sie zunächst die Motorspannung ermitteln. Falls eine Spannung von über 5 Volt benötigt wird, sollten Sie eine externe Stromversorgung nutzen. Die Anschlussbelegung von Mosfet kann von dem in diesem Artikel gegebenen Beispiel abweichen (überprüfen Sie die Anschlussbelegung des Transistors vor dem Anschluss).

Programmbeispiel: Motorsteuerung per Arduino anschließen & verwenden

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  Variablen und Datentypen in der Arduino IDE
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  Die Ein- und Ausgänge von Arduino Uno, Nano, Mega
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  Wasserstandssensor Arduino anschließen & verwenden
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