Mengendalikan Motor DC dengan L298N: Kecepatan dan Arah dengan Arduino

Motor DC adalah motor yang paling umum, yang memutar kipas, roda robot, pompa air, dan mobil mainan. Tetapi kamu tidak bisa menghubungkan motor langsung ke pin Arduino: motor menarik arus jauh lebih besar daripada yang bisa diberikan pin, dan untuk mengubah arahnya, polaritasnya harus dibalik. Driver motor L298N menyelesaikan kedua masalah sekaligus: modul ini menjalankan dua motor DC maju dan mundur secara terpisah dan mengatur kecepatannya dengan PWM. Kamu akan menemukannya di hampir setiap proyek mobil robot.

Bagaimana cara kerja motor DC, dan kenapa butuh driver?

Beri tegangan di kedua terminal motor DC dan motor akan berputar; balik polaritasnya dan motor berputar ke arah sebaliknya; turunkan tegangannya dan motor melambat. Motor mainan kecil pun menarik ratusan miliampere ketika berputar, dan lebih dari 1 ampere ketika mulai berputar atau tertahan. Selain itu, karena motor adalah kumparan, motor menghasilkan lonjakan tegangan balik ketika dimatikan. Pin Arduino hanya bisa memberi paling banyak 20–40 mA dan tidak terlindungi dari lonjakan itu; menghubungkan motor secara langsung akan merusak pin dan bahkan bisa merusak board.

Apa itu H-bridge?

Cara menjalankan motor ke dua arah adalah dengan H-bridge: empat saklar elektronik yang disusun di sekitar motor membentuk huruf “H”. Ketika dua saklar yang berseberangan secara diagonal tertutup, arus mengalir melalui motor ke satu arah; ketika pasangan diagonal lainnya tertutup, arus mengalir ke arah sebaliknya. Chip L298N berisi dua H-bridge seperti itu, jadi bisa mengendalikan dua motor secara terpisah. Setiap motor memakai dua pin arah (IN1 dan IN2) dan satu pin kecepatan (ENA):

Spesifikasi L298N

Pin L298N dan pengkabelan daya

Menjalankan motor maju, mundur, dan dengan kecepatan berbeda

Pertama, lepas jumper di ENA lalu hubungkan ENA ke pin Arduino D9, IN1 ke D8, dan IN2 ke D7. Hubungkan motor ke OUT1 dan OUT2, lalu paket 2 × sel 18650 (7,4 V) atau 4–6 baterai AA ke terminal 12V dan GND; tarik juga GND ke GND Arduino. Fungsi motor() di bawah menerima nilai dari -255 sampai 255: positif berarti maju, negatif mundur, dan nol mengerem. Konsep di balik pengaturan kecepatan ada di Apa Itu PWM?

1const int ENA = 9;    // hız (PWM) / speed (PWM)
2const int IN1 = 8;
3const int IN2 = 7;
4
5void motor(int speed) {              // -255 … 255
6  if (speed == 0) {                  // fren / brake
7    digitalWrite(IN1, HIGH);
8    digitalWrite(IN2, HIGH);
9    analogWrite(ENA, 255);
10    return;
11  }
12  digitalWrite(IN1, speed > 0);      // ileri ya da geri / forward or backward
13  digitalWrite(IN2, speed < 0);
14  analogWrite(ENA, abs(speed));
15}
16
17void setup() {
18  pinMode(ENA, OUTPUT);
19  pinMode(IN1, OUTPUT);
20  pinMode(IN2, OUTPUT);
21}
22
23void loop() {
24  motor(200);   delay(2000);   // ileri / forward
25  motor(0);     delay(500);    // dur / stop
26  motor(-120);  delay(2000);   // yavaşça geri / slowly backward
27  motor(0);     delay(500);
28}

Mobil robot dua motor: maju, mundur, kiri, dan kanan

Mobil robot tidak punya setir; mobil ini berbelok dengan memutar kedua roda dengan kecepatan dan arah yang berbeda. Kalau kedua motor berputar maju, mobil berjalan lurus; kalau motor kiri berputar mundur dan motor kanan maju, mobil berputar ke kiri di tempat. Fungsi drive() di bawah menerima kecepatan setiap motor secara terpisah, dari -255 sampai 255:

1// Sol motor / left motor: ENA=9, IN1=8, IN2=7 — Sağ motor / right motor: ENB=10, IN3=5, IN4=4
2const int ENA = 9, IN1 = 8, IN2 = 7;
3const int ENB = 10, IN3 = 5, IN4 = 4;
4
5void drive(int left, int right) {            // her biri -255 … 255 / each -255 … 255
6  digitalWrite(IN1, left >= 0);  digitalWrite(IN2, left < 0);
7  digitalWrite(IN3, right >= 0); digitalWrite(IN4, right < 0);
8  analogWrite(ENA, abs(left));
9  analogWrite(ENB, abs(right));
10}
11
12void setup() {
13  int pins[] = {ENA, IN1, IN2, ENB, IN3, IN4};
14  for (int p : pins) pinMode(p, OUTPUT);
15}
16
17void loop() {
18  drive(200, 200);   delay(1500);   // ileri / forward
19  drive(-200, 200);  delay(600);    // sola dön / turn left
20  drive(200, -200);  delay(600);    // sağa dön / turn right
21  drive(-180, -180); delay(1000);   // geri / backward
22  drive(0, 0);       delay(1000);   // dur / stop
23}

Tambahkan sensor jarak di depan mobil dan kamu punya robot yang berhenti dan berbelok ketika melihat rintangan; untuk bagian sensornya, lihat Sensor Jarak HC-SR04. Kalau kamu akan memakai library Servo di Uno, hati-hati: library itu mematikan PWM di pin 9 dan 10, jadi pindahkan ENA dan ENB ke pin 5 dan 6.

L298N dengan ESP32 dan Raspberry Pi Pico

Input L298N menganggap apa pun di atas sekitar 2,3 V sebagai HIGH, jadi langsung bisa bekerja dengan sinyal 3,3 V dari ESP32 dan Pico; catu daya logika board-nya tetap harus 5 V. Di ESP32 kamu bisa memakai kode Arduino yang sama dengan pin yang mendukung PWM untuk ENA dan ENB (misalnya GPIO 25 dan 26); pin 34–39 tidak bisa menjadi output. Di Pico dengan MicroPython, mengendalikan satu motor terlihat seperti ini:

1from machine import Pin, PWM
2import time
3
4ena = PWM(Pin(15), freq=1000)
5in1 = Pin(14, Pin.OUT)
6in2 = Pin(13, Pin.OUT)
7
8def motor(speed):                   # -100 … 100
9    in1.value(speed > 0)
10    in2.value(speed < 0)
11    ena.duty_u16(int(abs(speed) * 655.35))
12
13while True:
14    motor(80);  time.sleep(2)       # ileri / forward
15    motor(0);   time.sleep(0.5)     # dur / stop
16    motor(-50); time.sleep(2)       # geri / backward

L298N, TB6612FNG, atau MOSFET?

Kalau kamu hanya perlu menyalakan dan mematikan motor, relay sudah cukup, tetapi relay tidak bisa mengatur kecepatan; keduanya kami bandingkan di Apa Itu Modul Relay? Untuk memilih transistor atau MOSFET yang cocok, lihat alat Transistor.

Ide proyek dengan L298N

• Robot penghindar rintangan: mobil yang melihat rintangan dengan HC-SR04 lalu mengubah arah.
• Mobil yang dikendalikan Bluetooth: robot yang diarahkan lewat HC-05 dengan aplikasi di ponselmu.
• Mobil yang dikendalikan joystick: ubah dua sumbu joystick menjadi kecepatan dua motor; detailnya di Cara Memakai Modul Joystick.
• Robot pengikut garis: mobil yang mengikuti garis hitam di lantai dengan sensor inframerah.
• Gorden otomatis: sistem bermotor yang membuka gorden ketika cahaya pagi datang dan menutupnya di sore hari.
• Ban berjalan: konveyor kecil yang kecepatannya kamu atur dengan potensiometer.

Kesalahan umum dan cara mengatasinya

• LED board menyala tapi motor tidak berputar: ground-nya tidak disatukan, jumper ENA sudah dilepas tetapi pinnya tidak dihubungkan, atau nilai PWM terlalu rendah.
• Arduino reset ketika motor berputar: motor dan Arduino berbagi catu daya yang lemah; beri daya secara terpisah dan solder kapasitor 100 nF di terminal motor.
• Motor sangat lambat dan lemah: L298N “memakan” sekitar 2 V; naikkan tegangan baterai (misalnya 2 × 18650) atau pakai driver yang lebih efisien.
• Motor hanya berputar ke satu arah: salah satu pin IN tidak terhubung, atau kodenya menulis nilai yang sama untuk kedua arah.
• L298N sangat panas: motor menarik arus terlalu besar; pastikan heatsink-nya tidak tertutup, dan pilih driver yang lebih kuat jika perlu.
• Memakai baterai kotak 9 V (PP3): baterai ini tidak sanggup memberi arus besar dan cepat habis; pakai paket 18650 atau AA yang bisa dicas.

Begitu kamu menguasai kendali motor dengan L298N, pintu menuju proyek robot pun terbuka. Di aplikasi BlueGrays kamu akan menemukan proyek mobil L298N yang dikendalikan Bluetooth dan robot penghindar rintangan langkah demi langkah lengkap dengan skema rangkaian dan kode.