Double pont en H L298N pour moteurs CC et pas-à-pas Images
Le module OPEN409 à double pont en H L298N permet le pilotage de 2 moteurs CC ou d'un moteur pas-à-pas 2 phases (de 5 à 35 Vcc sous 2 A par canal). Exemples de codes pour Arduino disponibles.
Le module OPEN409 est une carte de puissance à double pont en H L298N qui pilote soit deux moteurs à courant continu, soit un moteur pas-à-pas 2 phases, avec une alimentation moteurs de 5 à 35 Vcc et jusqu'à 2 A par canal.
Entre une sortie de microcontrôleur, qui fournit quelques milliampères, et un moteur qui en réclame plusieurs centaines, il faut un étage de puissance. C'est le rôle de cette carte : elle reçoit des signaux logiques en 5 V, les traduit en commandes de puissance et gère le sens de rotation comme la vitesse. Livré sans moteur, le module se raccorde par bornes à vis côté puissance et par un connecteur 8 broches au pas de 2,54 mm côté commande. On le retrouve sous plusieurs marques, l'électronique restant identique.
Les points clés de l'OPEN409 : connecteurs, circuit de puissance et limites électriques.
Un même module sert à motoriser un robot à deux roues ou à faire tourner un axe pas-à-pas, sans rien changer au matériel : seuls le câblage et le programme diffèrent.
Le L298N intègre deux ponts en H complets. Chaque pont dispose de deux entrées de sens (IN1/IN2 pour le premier, IN3/IN4 pour le second) et d'une entrée de validation (ENA, ENB). En appliquant un signal PWM sur ces entrées de validation, on obtient une commande de vitesse progressive plutôt qu'un simple tout ou rien. C'est ce qui distingue ce type de carte d'un montage à relais.
Le format joue aussi : bornier à vis pour la puissance et les moteurs, connecteur au pas standard pour la commande. Pas de soudure, un tournevis suffit. La carte accueille un dissipateur sur le boîtier du L298N, ce qui autorise un fonctionnement prolongé à courant moyen.
Une limite mérite d'être posée franchement : le L298N est un composant bipolaire ancien, dont la chute de tension interne se situe autour de deux volts sous charge. Une partie de l'énergie part donc en chaleur, et la tension réellement appliquée au moteur reste inférieure à la tension d'alimentation. Sur un robot alimenté en 6 V, cela se sent. Pour du rendement maximal ou de la miniaturisation, un driver MOSFET moderne fera mieux ; pour de l'apprentissage, du prototypage et de la robotique éducative, l'OPEN409 reste imbattable de simplicité et de tolérance aux erreurs de câblage.
Au cœur de la carte, le L298N assure la fonction de double pont en H. L'alimentation de puissance destinée aux moteurs s'applique sur le bornier et accepte une tension de 5 Vcc à 35 Vcc. Chaque canal fournit jusqu'à 2 A, pour une puissance dissipée maximale de 25 W sur l'ensemble du module.
Côté commande, le niveau logique est de 5 Vcc. Les seuils de commutation sont spécifiés à -0,3 V à 1,5 V pour un état bas et de 2,3 V à Vss pour un état haut. Ces valeurs valent aussi bien pour les entrées de sens que pour les entrées de validation.
Le raccordement se répartit entre deux types de connectique. Les moteurs et l'alimentation externe passent par des bornes à vis, ce qui autorise du fil de section correcte sans outillage particulier. Les signaux de commande arrivent quant à eux sur un connecteur mâle 8 broches au pas de 2,54 mm, directement compatible avec des straps femelle-femelle.
L'ensemble mesure 69 × 56 × 36 mm, dissipateur compris. Le module est livré seul, sans moteur ni bloc d'alimentation.
Le module regroupe ses raccordements en trois familles : la puissance sur bornier à vis, la commande sur connecteur 8 broches, et quelques cavaliers de configuration. Repérez toujours la sérigraphie de votre exemplaire avant de câbler.
Bornier à vis (puissance et moteurs) :
Connecteur de commande, 8 broches au pas de 2,54 mm :
Cavaliers et points de configuration :
Cette carte se retrouve dans la plupart des montages où un microcontrôleur doit entraîner une charge mécanique. Voici les usages les plus fréquents.
C'est l'application reine. Un moteur sur MOTORA, un sur MOTORB, et le programme gère marche avant, marche arrière et rotation sur place en inversant un seul côté. Le pilotage en PWM des entrées de validation permet de doser la vitesse et de corriger une dérive de trajectoire.
En mode pas-à-pas, les quatre entrées de sens attaquent les deux phases d'un moteur bipolaire. On obtient un positionnement par incréments, sans capteur de position, pour un plateau tournant, un petit convoyeur ou un axe de banc d'essai.
Toute charge continue à deux sens se pilote de la même façon. Une pompe péristaltique, un ventilateur réversible ou un petit treuil se raccordent sur un seul des deux ponts, l'autre restant libre pour une seconde fonction.
Le module expose toutes les entrées du L298N, ce qui en fait un bon support pédagogique. Les élèves observent directement l'effet des combinaisons IN1/IN2, la différence entre arrêt roue libre et arrêt par freinage, et l'action du rapport cyclique sur la vitesse.
Pour caractériser un motoréducteur inconnu, l'OPEN409 fournit une source de puissance réversible et modulable. Les points de mesure de courant permettent d'instrumenter le montage sans intervenir sur le circuit de puissance.
Trois raccordements suffisent pour démarrer : l'alimentation des moteurs sur VMS et GND, les moteurs sur les borniers MOTORA et MOTORB, et les signaux de commande sur le connecteur 8 broches.
Le point à ne pas manquer concerne la masse commune. La masse de votre carte de commande doit être reliée au GND du module, faute de quoi les niveaux logiques n'ont aucune référence et le comportement devient erratique. C'est la première cause de dysfonctionnement sur ce type de montage.
Vient ensuite le choix de la source du 5 V, via le cavalier 5V_EN. Avec le cavalier en place, la carte fabrique elle-même son 5 V à partir de la tension moteurs, ce qui évite une alimentation séparée. Attention toutefois : cette solution n'est pertinente que dans une plage de tension raisonnable, le régulateur dissipant d'autant plus que la tension d'entrée est élevée. Au-delà d'une douzaine de volts, mieux vaut retirer le cavalier et alimenter la logique séparément.
N'alimentez jamais un moteur depuis la sortie 5 V du module ni depuis la carte de commande : cette sortie est prévue pour de la logique, pas pour de la puissance. Enfin, vérifiez que la tension choisie sur VMS correspond à celle de vos moteurs, la carte n'assurant aucune adaptation.
Ce premier programme fait tourner deux moteurs à courant continu et règle leur vitesse à partir d'un potentiomètre câblé sur l'entrée analogique A0. Les entrées de validation ENA et ENB reçoivent le signal PWM.
Raccordement des signaux de commande : IN1 sur la broche 13, IN2 sur la broche 12, IN3 sur la broche 11, IN4 sur la broche 10, ENA sur la broche 6 et ENB sur la broche 5.
int in1=13;
int in2=12;
int in3=11;
int in4=10;
int speedPinA=6;
int speedPinB=5;
void setup()
{
pinMode(in1,OUTPUT);
pinMode(in2,OUTPUT);
pinMode(in3,OUTPUT);
pinMode(in4,OUTPUT);
digitalWrite(in1,HIGH);
digitalWrite(in2,HIGH);
digitalWrite(in3,HIGH);
digitalWrite(in4,HIGH);
}
void loop()
{
_mRight(in1,in2);
_mRight(in3,in4);
int n=analogRead(A0)/4;
_mSetSpeed(speedPinA,n);
_mSetSpeed(speedPinB,n);
}
void _mRight(int pin1,int pin2)
{
digitalWrite(pin1,HIGH);
digitalWrite(pin2,LOW);
}
void _mLeft(int pin1,int pin2)
{
digitalWrite(pin1,LOW);
digitalWrite(pin2,HIGH);
}
void _mStop(int pin1,int pin2)
{
digitalWrite(pin1,HIGH);
digitalWrite(pin2,HIGH);
}
void _mSetSpeed(int pinPWM,int SpeedValue)
{
analogWrite(pinPWM,SpeedValue);
}
Les fonctions _mRight, _mLeft et _mStop décrivent les trois combinaisons utiles d'un pont en H : un sens, l'autre sens, et l'arrêt obtenu en plaçant les deux entrées au même niveau. La division par quatre de la lecture analogique ramène la valeur lue, comprise entre 0 et 1023, dans la plage 0 à 255 attendue par la commande PWM.
Ce second programme entraîne un moteur pas-à-pas bipolaire. Les quatre entrées de sens du module attaquent les deux phases, et la bibliothèque Stepper fournie avec l'environnement Arduino se charge de la séquence de commutation.
Raccordement des signaux de commande : IN1 sur la broche 8, IN2 sur la broche 9, IN3 sur la broche 10 et IN4 sur la broche 11.
#include <Stepper.h>
#define STEPS 100
Stepper stepper(STEPS, 8, 9, 10, 11);
int previous = 0;
void setup()
{
stepper.setSpeed(90);
}
void loop()
{
int val = analogRead(0);
stepper.step(val - previous);
previous = val;
}
La constante STEPS correspond au nombre de pas par tour de votre moteur : ajustez-la à la valeur réelle, sans quoi les déplacements ne correspondront pas aux angles attendus. Le programme suit la position d'un potentiomètre : il calcule l'écart avec la lecture précédente et commande exactement ce nombre de pas, dans un sens ou dans l'autre selon le signe.
Le module attend des signaux de commande en logique 5 V. Il s'associe donc naturellement aux cartes travaillant à ce niveau, au premier rang desquelles les cartes Arduino UNO et les Mega 2560, qui disposent du nombre de sorties PWM nécessaires.
Six sorties suffisent pour exploiter les deux canaux : quatre sorties logiques pour les sens, deux sorties PWM pour les validations. En mode pas-à-pas, quatre sorties logiques suffisent. Vérifiez simplement que les broches retenues pour ENA et ENB figurent bien parmi les sorties PWM de votre carte, faute de quoi la vitesse ne sera pas réglable.
Côté charges, le module s'accorde avec la plupart des moteurs et actionneurs de faible et moyenne puissance, tant que le courant par canal reste sous la limite de 2 A. Pour des besoins supérieurs ou une électronique plus récente, la rubrique drivers pour moteurs à courant continu propose d'autres solutions, et les drivers dédiés au pas-à-pas apportent un contrôle plus fin du courant de phase.
De la carte de commande aux moteurs : les six signaux logiques et l'alimentation de puissance.
Non. Le module dispose de deux ponts en H, et un moteur pas-à-pas 2 phases les mobilise tous les deux. Vous choisissez donc à la conception : soit deux moteurs à courant continu indépendants, soit un seul moteur pas-à-pas. Pour cumuler les deux fonctions, il faut un second module.
Par un signal PWM appliqué sur les entrées de validation ENA et ENB. Les entrées IN1 à IN4 fixent uniquement le sens de rotation, en tout ou rien. Sur une carte Arduino, la commande se fait avec analogWrite sur une broche PWM, avec une valeur comprise entre 0 et 255.
Pas nécessairement. Le cavalier 5V_EN permet à la carte de produire son propre 5 V à partir de l'alimentation moteurs. Cavalier retiré, vous devez fournir le 5 V sur la broche prévue. La solution intégrée reste confortable tant que la tension moteurs demeure modérée, le régulateur chauffant proportionnellement à l'écart de tension.
Celle de vos moteurs, dans la plage de 5 à 35 Vcc admise par le module. Tenez compte de la chute de tension du L298N, de l'ordre de deux volts sous charge : la tension effectivement appliquée au moteur est inférieure à celle de l'alimentation. Un moteur nominal 12 V alimenté en 12 V tournera donc légèrement en deçà de sa vitesse nominale.
Le L298N dissipe une puissance non négligeable, d'où le dissipateur monté d'origine. À courant modéré et en usage intermittent, la chauffe reste maîtrisée. En sollicitation continue proche de 2 A par canal, prévoyez une ventilation ou réduisez la charge : la puissance dissipée admissible plafonne à 25 W maximum.
Les signaux logiques perdent leur référence et les moteurs adoptent un comportement imprévisible, souvent interprété à tort comme une carte défectueuse. La masse de la carte de commande doit toujours être reliée au GND du module, même lorsque les deux disposent d'alimentations distinctes.
Il est prévu pour un moteur bipolaire à 2 phases, ses deux ponts attaquant chacun une phase. Un moteur unipolaire à point milieu peut souvent être câblé en bipolaire en laissant les fils de point milieu inutilisés. Vérifiez le schéma d'enroulement de votre moteur avant de câbler.
Ce module s'adresse aux enseignants, aux étudiants et aux makers qui construisent un premier robot mobile, motorisent une maquette ou découvrent le principe du pont en H. Son câblage à la visseuse, sa tolérance électrique et son coût en font un support d'apprentissage difficile à prendre en défaut. On le retrouve logiquement dans une grande partie des projets de robotique éducative.
Ce qu'il faut retenir : deux ponts en H, 2 A par canal, de 5 à 35 Vcc, une commande en logique 5 V et une vitesse réglable en PWM. La technologie du L298N n'est plus récente et son rendement s'en ressent, mais pour apprendre à moindre frais, prototyper et faire tourner des moteurs sans se compliquer la vie, elle continue de rendre service et à déjà fait ces preuves .
La carte Arduino UNO Rev 3 A000066 est très certainement le plus modèle le plus populaire et le plus utilisé de la gamme Arduino. Conçue sur la base d'un microcontrôleur ATmega328 avec bootloader intégré, cette version est le modèle officiel fabriqué en Italie.
Basée sur un microcontrôleur ATmega328, la carte OPENLEX001 est entièrement compatible avec la carte Uno. Livrée avec son câble USB, cette dernière dispose de 14 broches d'entrée/sortie numériques (dont 6 peuvent être utilisées comme sorties MLI) et 6 en entrées analogiques.
Jeu de 10 straps souples flexible de 15 cm de différentes couleurs avec embouts mâles / femelles. Idéal pour utilisation sur des plaques d'essais sans soudure (type breadboard) pour prototypage sur Arduino® et Raspberry Pi.