Tutorial de Arduino + controlador de motores Dual H-Bridge

¡Buenos días, humanos, robots y spambots de la blogosfera! Después de algunos días sin publicar mucho, hoy voy a explicar cómo controlar motores con Arduino mediante el controlador de motores Dual H-Bridge.

Esta placa nos permitirá mover hasta dos motores hacia delante o atrás, y controlar su velocidad a través de los pines de Arduino, que irán conectados al controlador.

La placa en cuestión será parecida a esto…

¿Pero por qué necesitamos un controlador de motores? Sencillamente porque las placas como Arduino no tienen suficiente potencia para alimentar un motor DC. Un controlador de motores actúa, en cierto modo, como un interruptor encendido y apagado por Arduino, dejando pasar más o menos corriente hacia los motores.

¡Manos a la obra!

Vale, ¿Qué necesitamos?

1. Placa Arduino y cable USB compatible
2. Motor DC, por lo menos uno.
3. Zócalo con pilas/baterías (básicamente: algo que de calambre). Unos 5-6 voltios  y 600-800 mAh son más que suficiente.
4. Y lógicamente: Hilo eléctrico, pines Macho-Hembra, y herramientas.

¿Cómo funciona el controlador?

He aquí un pequeño esquema del controlador de motores H-Bridge:

La placa se alimenta por los pines VMS y GND a través de una batería (rojo). Si además conectamos Arduino a GND y +5V se alimentará a través de la placa de motores. Es decir, el controlador proporcionará corriente a Arduino.

Los pines para controlar la dirección (en azul en el esquema) son los marcados como EA, I1, I2, EB, I3, I4. Los tres primeros sirven para controlar el motor A, y el resto el B. Centrémonos en los del motor A: I1 e I2 sirven para controlar la dirección. Si I1 está a HIGH e I2 a LOW, el motor avanza hacia delante. Si están al revés el motor avanza hacia atrás. En cambio, EA sirve para controlar la velocidad del motor (podemos avanzar hacia delante a más o menos velocidad). Cuánto más voltaje envíe Arduino a través de EA, más rápido va el motor. Pero sin pasarse, ¿eh? 😉

Para conectar estos pines con Arduino son muy útiles y prácticos los conectores Macho/Hembra. Pueden encontrarse en cualquier tienda de electróncia a un coste insignificante.

Con el motor B es exactamente lo mismo, pero con los pines EB, I3, I4.

Los motores se conectarán en los pines marcados en Verde y Morado… ¡Y cuidado con la polaridad!

En cuánto al Catalizador de Magia Negra (flecha naranja), es en realidad el Circuito controlador de doble puente en sí, el que nos permite que los motores puedan moverse y funcionar. Lleva además un disipador de calor para que no se caliente. Y no, en realidad no Cataliza Magia Oscura…

La primera parte del tutorial será únicamente utilizando un motor. Así será más sencillo. No obstante, vez entiendas cómo funciona no será ningún problema añadir otro motor y modificar el código.

Por lo tanto, las conexiones serán:

• VMS al polo positivo de la batería
• GND al polo negativo de la batería
• EA al pin Digital 11 de Arduino
• I1 al pin Digital 10 de Arduino
• I2 al pin Digital 9 de Arduino
• Y conectamos el motor a los pines verdes GND y VCC de la placa.

Ejemplo de código simple

Vamos a crear un código simple que moverá el motor hacia delante y hacia atrás a una velocidad constante.

#define EA 11
#define I1 10
#define I2 9

void setup()
{
pinMode(EA, OUTPUT);
pinMode(I1, OUTPUT);
pinMode(I2, OUTPUT);
}

void loop()
{
//Establecemos la velocidad a 200
analogWrite(EA, 200);

//Hacia delante
digitalWrite(I1, HIGH);
digitalWrite(I2, LOW);

delay(2000);

//Y para atras
digitalWrite(I1, LOW);
digitalWrite(I2, HIGH);

delay(2000);
}

El programa no necesita mucha explicación. Definimos los pines y los establecemos como salidas en void setup(). Entonces en void loop() ponemos la velocidad a 200 y vamos alternando los pines I1 e I2 para que el motor vaya hacia delante y hacia atrás.

Si queremos dos motores habrá que añadir los pines EB, I3, I4 al código y cablearlos.

Funciones de movimiento

Una vez hemos comprendido el código anterior y, por lo tanto, cómo funciona la placa, podemos crear nuestras propias funciones a medida para los movimientos.

Los métodos de ejemplo que aparecen este código son muy estándar: adelante, atrás y parar. Puedes crear funciones más complejas para realizar intrincados giros, maniobras… y si quieres puedes conectar un segundo motor y cablear los pines EB-Digital 8, I3-Digital 7, I4-Digital 6.

#define EA 11
#define EB 8
#define I1 10
#define I2 9
#define I3 7
#define I4 6

void adelante(int motor, int velocidad)
{
  if(motor == 1)
  {
    analogWrite(EA, velocidad);
    digitalWrite(I1, HIGH);
    digitalWrite(I2, LOW);
  }
  else
  {
    analogWrite(EB, velocidad);
    digitalWrite(I3, HIGH);
    digitalWrite(I4, LOW);
  }
}

void atras(int motor, int velocidad)
{
  if(motor == 1)
  {
    analogWrite(EA, velocidad);
    digitalWrite(I1, LOW);
    digitalWrite(I2, HIGH);
  }
  else
  {
    analogWrite(EB, velocidad);
    digitalWrite(I3, LOW);
    digitalWrite(I4, HIGH);
  }
}
void parar(int motor)
{
  if(motor == 1)
  {
    digitalWrite(I1, LOW);
    digitalWrite(I2, LOW);
  }
  else
  {
    digitalWrite(I3, LOW);
    digitalWrite(I4, LOW);
  }
}

void setup()
{
  pinMode(EA, OUTPUT);
  pinMode(I1, OUTPUT);
  pinMode(I2, OUTPUT);
  pinMode(EB, OUTPUT);
  pinMode(I3, OUTPUT);
  pinMode(I4, OUTPUT);
}

void loop()
{
  adelante(1, 100);
  delay(1000);
  atras(1, 100);
  delay(1000);
  adelante(2, 100);
  delay(1000);
  atras(2, 100);
  delay(1000);
  adelante(1, 100);
  adelante(2, 100);
  delay(1000);
  atras(1, 100);
  atras(2, 100);
  delay(1000);
}

Esto es todo. ¿Qué tal ha funcionado? He revisado este código varias veces, así que debería estar correcto, pero si te surgió alguna duda en el proceso, ¡no dudes en plantearla en los comentarios! La resolveré tan rápido como pueda.

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