Драйвер двигателей L293D

L293D

Как и обещал, следующую статью посвящаю L293D. Микросхема эта очень известная, тем не менее хочу поделиться личными впечатлениями от работы с ней. Это четырёхканальная микросхема, которая позволяет осуществлять работу как с двумя двигателями (при возможности прямого и обратного включения), так и с четырьмя (но в этом случае двигатели будут работать только в одну сторону). Нас, разумеется, в роботоконструировании интересует больше первый способ, потому что вращать двигатели обычно надо и туда и обратно - в первую очередь приводящие в движение колёса. Согласно даташиту (datasheet - инструкция к детали/устройству/программе), микросхема L293D снабжена защитными диодами, предохраняющими электронику от избыточного тока. На сколько я понимаю, у L293 такой фишки нет, и их обязательно надо припаивать самому. Напряжение питания этой микросхемы от 4,5 до 36 вольт. Это её очень большой плюс, так как регулярно возникает ситуация, что одну схему надо питать одним напряжением, другую другим, всё это нужно засунуть в одно устройство - компактно и так чтоб ничего не сгорело. В любом случае, проблем это добавляет, а здесь можно питать как угодно - лишь бы ток был постоянный. Переходим к току. Вот здесь начинаются минусы, так как максимально допустимый ток на канал - 600 мА. Есть, правда, оговорка, что с должной системой охлаждения ток можно поднять до 1А, а короткими импульсами микруха выживет даже выдавая на пиках 1,2 ампера, но не чаще чем раз в 100 микросекунд. Это всё чудесно, однако, в реалиях мы сталкиваемся с жутким дефицитом этого самого тока. Как ни накачивал я её ни импульсами, ни постоянным током - ничего путного у меня не выходило. Роботы ездили медленно и плохо, а те что побольше - вообще не ездили. Значит ли это, что микросхема ни на что не годна? Нет. Просто, её применение, как и у любого электронного компонента, имеет свои ограничения. Моё мнение - для системы, приводящей большого робота в движение эта микруха не годится. Скажем так, она пригодна для более деликатных задач, а выполнять она их умеет. Дело в том, что L293D - не просто может работать по принципу "включил-поехал", хотя она и так может работать. Эта микросхема также способна управлять двигателями с помощью широтно-импульсной модуляции, что открывает возможности управления серво-двигателями - двигателями, способными поворачиваться на заданный угол и поддерживать это положение. А также полезна для всех остальных двигателей не слишком большой мощности для регулирования скорости их вращения. Короче, штука очень удобная, а по началу, пока роботы простые и лёгкие, она подойдёт и для управления их колёсами. Кстати, никто не мешает сдвоить оба канала (соединить их параллельно), тогда можно будет подцепить только один двигатель, но уже выдавать на него 1,2 ампера, при этом с возможностью гонять его вперёд-назад. Меня, правда, такое положение дел всё время не устраивало, потому что тогда нужна ещё микросхема для организации поворотов, а робот, который не умеет поворачивать не слишком-то интересен.

Теперь несколько слов о подключении. Как мною уже говорилось в предыдущей статье, паять я микросхемы категорически не советую. Вообще нигде. Ну, может быть, конечно, цель создать неразборное устройство, где всё надо намертво впаять, дорог каждый миллиметр пространства и каждый бюджетный рубль - паяйте, я так не люблю. Я паяю панельки, и всё вставляю в них. Были любители и у радиоламп ножки прямо без панелек припаивать, но это была эпоха дефицита, а сейчас для микросхем этого дела навалом, а вот сжечь её очень легко, особенно по началу, когда много не знаешь. Да и вынуть её потом в случае ошибки тоже уже без паяльного фена, по одной ножке - затея 50 на 50. Вам оно надо? В связи с этим предлагаю не рисковать и пожертвовать пять рублей за своё спокойствие.

Переходим к распайке контактов. Всего их тут 16, левая и правая сторона почти симметричны, так что разобраться очень несложно. Нумерация выводов, как у всех микросхем идёт сверху вниз по левой стороне и снизу вверх по правой. Верх (первая и последняя нога) обозначены на микросхеме полукруглой выбоинкой. Выводы 1 и 9 - выводы "enable" - они служат для управления двигателями по принципу - на ноге есть напряжение (логическая единица) - двигатель включён, нет напряжения (уровень земли - логический ноль) - двигатель не работает. Вывод 1 управляет 1 и 2 каналом, вывод 9 - 3 и 4. Я вешал на них напряжение питания и не мучился. Выводы, обозначенные буквой А (2, 7, 10 и 15) - это на самом деле входы (inputs) - на них подаётся управляющий сигнал - или постоянный, или в виде ШИМ (об этом позже). Входы эти соответственно для первого-четвёртого каналов. Рядом с ними находятся выходы (outputs) - ноги 3,6,11 и 14. Теперь вешаем один мотор одним контактом на 3, другим на 6 - подали напряжение на 2 - мотор закрутился в одну сторону, выключили, подали на 7 - закрутился в другую. Идея понятна? Пробуем со второй стороной то же самое. Наконец выводы 4, 5 и 12, 13 - это земля (ground), отрицательный контакт батареек вешается сюда. Все четыре вывода можно смело соединить вместе. К ним же рекомендуют припаивать охлаждение - металлическую пластинку обычно из меди, но это если предполагается перегрев схемы. Я это охлаждение на неё никогда не вешал. Ну и самое главное - напряжение питания. Здесь есть два входа - 8 и 16, если напряжение робота, как у меня, небольшое - 5-6 вольт, можно их оба повесить на него. Если напряжение питания высокое (микруха-то у нас аж до 36 вольт выдерживает), а моторчики слабенькие, то вывод 16 - питание микросхемы, а 8 - питание моторов.
На последок: схема возможного включения L293D

Слева вариант 2 канала на один двигатель, справа - по двигателю на канал. Диоды игнорируем и паяем только в случае, если у нас L293 (без D). Ну вот, кажется всё, что хотел сказать.

По теме рекомендую также к ознакомлению:
http://robocraft.ru/blog/electronics/563.html
http://zelectro.com.ua/L293D
Даташит: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/l293d.pdf