Tutorial: Como Utilizar o Monster Motor Shield

11/04/2013

  • Adicionado: 1.2) Hardware Monster Motor Shield

 

 

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Olá Garagistas! No tutorial de hoje iremos utilizar o Monster Motor Shield para o controle de um Motor DC 12V que está ligado a uma roda onde iremos controlar o sentido e a velocidade de rotação.

 

 

- Lista de Materiais:


1x Arduino Uno

1x Monster Motor Shield

1x Resistor 110R

1x LED

1x Motor DC 12V

1x Fonte DC 12V

1x Roda Off - Road

Alguns Cabos

 

 

1. Funcionamento

1.1) PWM

      A sigla PWM é uma abreviação para Pulse Width Modulation ou Modulação por Largura de Pulso. Com essa técnica é possível controlar a velocidade dos motores, mantendo o torque ainda que em baixas velocidades, o que garante partidas suaves mesmo quando há uma carga maior sobre os motores, aspectos que  caracterizam o controle PWM como ideal para aplicações em robótica.

      O controle de velocidade de nosso motor será controlado por um PWM que pode ser definido com um valor entre "0" e "255", onde "0" indica que o motor esta parado e "255" que o motor esta em sua velocidade total.

 

1.2) Hardware Monster Motor Shield

 

PinA2 - Pino Analógico 2: Sensor de Corrente para Motor 0 via Hardware >> //cspin[0]

PinA3 - Pino Analógico 3: Sensor de Corrente para Motor 1 via Hardware >> //cspin[1]

OBS: Para definições de valores de corrente limite (CS_THRESHOLD) em seu projeto, consultar o Datasheet do fabricante.

 

PinD7 (D7) - Pino Digital 7: Pino para controle do sentido Horário do Motor 0 (A1) >>        // inApin[0]

PinD8 (D8)Pino Digital 8: Pino para controle do sentido Anti-Horário do Motor 0 (B1) >> // inBpin[0]

 

PinD4 (D4)Pino Digital 4: Pino para controle do sentido Horário do Motor 1 (A2) >>        // inApin[1]

PinD9 (D9)Pino Digital 9: Pino para controle do sentido Anti-Horário do Motor 1 (B2) >> // inBpin[1]

  

PinD5 (D5) - Pino Digital 5: Pino para PWM Motor 0     // pwmpin[0]

PinD6 (D6) - Pino Digital 6: Pino para PWM Motor 1     // pwmpin[1]

 

 

 

 

- Tabelas da Verdade:

 

 

1.3) Monster Shield Exemplo

 

     - O Serial Monitor será utilizado para acompanhar o aumento de velocidade em PWM do motor e o travamento do mesmo se ocorrer.

 

     - O LED e a resistência entre os Pinos 13 e GND são utilizados no exemplo para indicar que o motor travou.     

 

     - A definição "#define CS_THRESHOLD" na quinta linha do programa serve como proteção para o circuito, onde no mesmo você define um valor máximo de corrente antes de o programa desligar seu motor. Pois, por excesso de peso, ou se por qualquer outro motivo o motor travar, o consumo de corrente aumentará, e com essa definição você protege seu circuito, fazendo com que nenhum de seus componentes queimem se a corrente aumentar muito.

- OBS: O valor definido nesse comando não é dado em A (Ampere), o valor é uma amostragem que o circuito faz via hardware, conforme a figura abaixo:

 

 

 

- OBS: Para a definição de corrente usada no comando, consulte o Datasheet.

 

- A função para controle do nosso motor é "motorGo(motor, sentido, pwm);" onde:

 

      motor: É a saída do motor que iremos utilizar: "0" (A1:B1) e/ou "1" (A2:B2)

      sentido: "CW" para sentido horário de rotação e "CCW" para sentido anti-horário de rotação

      pwm: Valor entre "0" e "255" para controle de velocidade do motor

 

Exemplo: "motorGo(0, CW, 255);"

 

No exemplo, o motor 1 irá girar no sentido horário em sua velocidade máxima.     

 

 

2. A Montagem


Esquema da Montagem:

2.1) Conecte seu Monster Motor Shield ao Arduino

2.2) Conecte o LED com a resitência entre o pino 13 e o GND que será utilizado no exemplo para indicar que o motor  foi travado.

2.3) Conecte o motor nos pinos A1:B1 do Shield

2.4) Conecte a fonte 12V nos pinos + e - do Monster Shield

2.5) Circuito Montado

3. O Sketch

#define BRAKEVCC 0
#define CW 1
#define CCW 2
#define BRAKEGND 3
#define CS_THRESHOLD 15   // Definição da corrente de segurança (Consulte: "1.3) Monster Shield Exemplo").

 

int inApin[2] = {7, 4}; // INA: Sentido Horário Motor0 e Motor1 (Consulte:"1.2) Hardware Monster Motor Shield").
int inBpin[2] = {8, 9}; // INB: Sentido Anti-Horário Motor0 e Motor1 (Consulte: "1.2) Hardware Monster Motor Shield").
int pwmpin[2] = {5, 6};            // Entrada do PWM
int cspin[2] = {2, 3};              // Entrada do Sensor de Corrente

int statpin = 13;
int i=0;;
void setup()                         // Faz as configuração para a utilização das funções no Sketch
{
Serial.begin(9600);              // Iniciar a serial para fazer o monitoramento
pinMode(statpin, OUTPUT);
for (int i=0; i<2; i++)
    {
    pinMode(inApin[i], OUTPUT);
    pinMode(inBpin[i], OUTPUT);
    pinMode(pwmpin[i], OUTPUT);
    }
for (int i=0; i<2; i++)
    {
    digitalWrite(inApin[i], LOW);
    digitalWrite(inBpin[i], LOW);
    }
}

void loop()                          // Programa roda dentro do loop
{
while(i<255)
    {
    motorGo(0, CW, i);             // Aumento do o PWM do motor até 255
    delay(50);                          // Se o motor travar ele desliga o motor e
    i++;                                  // Reinicia o processo de aumento do PWM
    if (analogRead(cspin[0]) > CS_THRESHOLD)
    motorOff(0);
    Serial.println(i);
    digitalWrite(statpin, LOW);
    }
i=1;
while(i!=0)
    {                                      // Mantém o PWM em 255 (Velocidade Máxima do Motor)
    motorGo(0, CW, 255);       // Se o motor travar ele desliga o motor e
    if (analogRead(cspin[0]) > CS_THRESHOLD)              // Reinicia o processo de aumento do PWM
    motorOff(0);
    }
}
void motorOff(int motor)     //Função para desligar o motor se o mesmo travar
{

for (int i=0; i<2; i++)
    {
    digitalWrite(inApin[i], LOW);
    digitalWrite(inBpin[i], LOW);
    }
analogWrite(pwmpin[motor], 0);
i=0;
digitalWrite(13, HIGH);
Serial.println("Motor Travado");
delay(1000);
}
void motorGo(uint8_t motor, uint8_t direct, uint8_t pwm)         //Função que controla as variáveis: motor(0 ou 1), sentido (cw ou ccw) e pwm (entra 0 e 255);
{
if (motor <= 1)
    {
    if (direct <=4)
        {
        if (direct <=1)
            digitalWrite(inApin[motor], HIGH);
        else
            digitalWrite(inApin[motor], LOW);

        if ((direct==0)||(direct==2))
            digitalWrite(inBpin[motor], HIGH);
        else
            digitalWrite(inBpin[motor], LOW);

        analogWrite(pwmpin[motor], pwm);
        }
    }
}

 

É isso ai Garagistas! Espero que tenham gostado desde tutorial. Até a Próxima!

Referências:

http://www.pnca.com.br/index.php?option=com_content&view=articl...

http://en.wikiversity.org/wiki/Arduino/MonsterMotorShield

http://en.wikiversity.org/wiki/Arduino/MonsterMotorShield/UnoCode

http://www.labdegaragem.org/loja/index.php/31-shields/monster-moto-...

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Comentário de Valter Despontin em 23 junho 2013 às 23:42

ok Wagner mas como sou meio leigo em Arduíno pode me detalhar o esquema elétrico e código fonte para este tipo de circuito, serei grato, obrigado

Comentário de Wagner Felix Pereira de Souza em 23 junho 2013 às 17:52

Valter, certeza que dá, é só atribuir 2 pinos digitais pra serem os "botoes do fliperama", e alterar o codigo pra quando cada um deles for high, alterar a rotação do motor correspondente...

Comentário de Valter Despontin em 23 junho 2013 às 15:53

parabens pelo cirduito mas minha duvida é saber se da para fazer com este Monster Moto Shield, fazer o motor mover para direita e para esquerda com um controle de fliperama ligado ao Arduíno e este movimento de esquerda e direita que seria uma reversão começar do 0 a 255 quando da o toque no controle, obrigado

Comentário de Wagner Felix Pereira de Souza em 10 abril 2013 às 10:51

Muito bacana... Esse driver parece bacana, estou pensando em utilizar dele no lugar do Wild Thumper Controller. Gostei do seu sketch pra fazer uma progressao de PWM suave :D.
Eu nao entendi  esse pino:
cspin[0]

pra ler a corrente...

o pino 2 ja esta, via hardware, ligado a leitura de corrente?

outra coisa:

int inApin[2] = {7, 4};              // INA: Entrada do Sentido Horário
int inBpin[2] = {8, 9};              // INB: Entrada do Sentido Anti-Horário

O comentário parece estar errado... inApin seriam os pinos do motor A e inBpin os pinos do motor B, nao tem a ver com o sentido em que estao rodando nessa definiçao, vc define isso depois, na execuçao do codigo, mudando os "High"/"Low" pra mudar a direção deles ;)

sobre o "motor travar", tambem nao tenho certeza se isso esta correto, porque tem motores de stall em 6A, por exemplo, se vc definiu no codigo que a corrente maxima é 15A, o motor ja vai estar travado ha bastante tempo e talvez nem execute o codigo de segurança e frite o motor(eu ja queimei 2 motores no WTC por ter definido uma corrente de corte mais alta que a corrente em stall da soma dos motores)


Uma dica de hardware: sobre os dois CIs principais da pra colocar dissipadores (infelizmente nao posso postar o link aqui), o que faz voce poder aumentar a corrente de pra mais de 20A sem problema.

No mais, excelente tutorial, serve demais pra iniciar a brincadeira com esse driver

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