معکوس کردن دور موتور DC

برای معکوس کردن جهت چرخش موتور DC، از مداری به نام «پل اچ» (H-Bridge) استفاده می‌شود. ساده‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه برای انجام این کار، استفاده از ماژول آماده درایور موتور مبتنی بر H-Bridge است.

معروف‌ترین و پراستفاده‌ترین ماژول برای این کار، ماژول L298N است.

معرفی ماژول L298N

این ماژول پرکاربردترین درایور برای کنترل موتورهای DC و استپر موتورها است.

ویژگی‌های کلیدی:

ولتاژ کاری موتور: از ۵ ولت تا ۳۵ ولت (برای موتورهای ۱۲ ولتی کاملاً مناسب است)
حداکثر جریان خروجی: ۲ آمپر به ازای هر channel (در حالت ایده‌ال تا ۳A با هیت‌سینک)
قابلیت‌ها:
- کنترل جهت چرخش (معکوس کردن دور)
- کنترل سرعت به روش PWM (توسط پین‌های Enable)
- امکان کنترل دو موتور DC یا یک استپر موتور به صورت همزمان
حفاظت‌ها: دارای دیودهای هرزگرد (Flyback Diodes) برای محافظت از مدار در برابر ولتاژ معکوس القایی.

نحوه اتصال و سیم‌بندی برای معکوس کردن دور:

اتصال قدرت:
- پایه +12V یا VCC → به مثبت منبع تغذیه ۱۲ ولت متصل شود.
- پایه GND → به منفی منبع تغذیه متصل شود.
- پایه 5V Output → اگر از منطق ۵V استفاده می‌کنید، این پایه را رها کنید (یا برای تامین برق ماژول دیگری استفاده کنید). اگر میکروکنترلر شما منبع تغذیه جداگانه دارد، این پایه را نپوشانید.
اتصال موتور:
- موتور خود را به ترمینال‌های خروجی OUT1 و OUT2 متصل کنید.
اتصال سیگنال‌های کنترل (به میکروکنترلر مانند Arduino):
- پایه IN1 → به یک پین دیجیتال (مثلاً Pin 5) Arduino
- پایه IN2 → به یک پین دیجیتال دیگر (مثلاً Pin 6) Arduino
- پایه ENA (Enable A) → به یک پین PWM Arduino (مثلاً Pin 9) متصل شود. (برای کنترل سرعت ضروری است)

جدول حقیقت (Truth Table) برای کنترل جهت:

حالت کاری	پایه IN1	پایه IN2	پایه ENA (PWM)	نتیجه
چرخش به جلو	HIGH	LOW	255 (MAX)	موتور با حداکثر سرعت به جلو می‌چرخد
چرخش به عقب	LOW	HIGH	255 (MAX)	موتور با حداکثر سرعت معکوس می‌چرخد
توقف	LOW	LOW	X	موتور آزاد است (مقاومتی ندارد)
توقف با ترمز	HIGH	HIGH	X	موتور قفل می‌شود (ترمز می‌کند)
کنترل سرعت	HIGH	LOW	128 (~50%)	موتور با نصف سرعت به جلو می‌چرخد

گزینه‌های دیگر (جایگزین‌های L298N)

ماژول L293D:
- نسخه کوچک‌تر و ضعیف‌تر L298N است.
- حداکثر جریان مجاز: ۶۰۰ میلی‌آمپر به ازای هر کانال.
- برای موتورهای کوچک‌تر و کم‌مصرف‌تر ایده‌آل است.
ماژول‌های درایور مبتنی بر رله (ماژول رله دو کانال):
- با تغییر polarity ولتاژ اعمالی به موتور، جهت آن را عوض می‌کنند.
- معایب: نمی‌توانند سرعت را کنترل کنند (فقط روشن/خاموش و جهت) و هنگام سوئیچینگ نویز الکتریکی ایجاد می‌کنند. این روش برای موتورهای با جریان بالا توصیه نمی‌شود.
درایورهای مدرن و پرقدرت (مثل BTS7960 یا DRV8871):
- راندمان بسیار بالاتر، تلفات حرارتی کمتر و جریان مجاز بالاتری دارند.
- برای موتورهای بزرگ‌تر و پرقدرت‌تر که جریان کشی بالایی دارند، گزینه بهتری هستند.

جمع‌بندی نهایی:

معیار	بهترین گزینه	توضیح
موتورهای معمولی (تا ۲A)	ماژول L298N	ارزان، در دسترس، قابل اعتماد و دارای قابلیت کنترل سرعت.
موتورهای کوچک (تا ۰.۶A)	ماژول L293D	کوچک‌تر و ارزان‌تر.
موتورهای پرقدرت (بیش از ۳A)	ماژول BTS7960	راندمان بالا، گرمای کمتر.
ساده‌ترین راه (بدون کنترل سرعت)	ماژول رله دوکانال	فقط برای تغییر جهت (سوئیچینگ ساده).