A plataforma robótica JC-Mach I foi desenvolvida para auxiliar os iniciantes na robótica no aprendizados das funções básica, principalmente quando se trata de acionamento de motores e movimentação.
No JC-Mach I vem incluso 4 motores DC 6V, que podem ser acionados através de diversas placas de desenvolvimento, como exemplo: Arduino, Esp32, Raspberry, etc. As placas de desenvolvimento e outros componentes não acompanham o JC-Mach I, deixando-os a critério do projetista.
O uso recomendado para quem está iniciando, é acioná-lo através de uma placa compatível com Arduino Uno e uma Motor Shield L293D. Já que ele já possui furos para fixação para placas compatível com Arduino Uno, facilitando sua montagem com esse tipo de hardware.
Além da placa compatível com Arduino Uno, o Motor Shield L293D é uma ótima opção para acionamento dos 4 motores.
Motor Shield L293D para uso com placas compatível com Arduino Uno
O objetivo do Motor Shield L293D é realizar o controle dos motores fornecendo potência elétrica através de um fonte de alimentação externa para alimenta-los, o que não seria possível somente com a alimentação USB vinda do Arduino.
O Motor Shield L293D possui dois circuitos integrados L293D, onde cada um é responsável por controlar dois motores. O L293D recebe três sinais para cada motor, um responsável por controlar a velocidade do motor e outros dois que servem para controlar o sentido rotação e se o motor deve ficar parado.
O Motor Shield L293D possibilita conectar quatro motores e além disso mais dois servo motores. Para conseguir controlar os 4 motores simultaneamente, o Motor Shield L293D conta com um CI 74HC595N (Shift Register). Confira as imagens e seus pinos.
Outro ponto importante nesse shield é a entrada para um fonte de alimentação externa, que permite suprir a potência para os motores de forma independente. Isso é controlado através de um “mini-jumper”.
Se o mini-jumper estiver presente vai fazer com que a shield utilize a própria alimentação do Arduino. Sem a presença do jumper, os motores vão receber potência da alimentação externa.
Para o controle de velocidade, iremos utilizar os recursos de PWM do próprio Arduino. O PWM (Modulação por largura de pulso) é uma técnica utilizada em circuitos eletrônicos para controlar a intensidade de uma corrente ou tensão elétrica.
Ela é amplamente utilizado em aplicações como controle de velocidade de motores, regulação de luminosidade de LEDs, entre outros. No Arduino Uno, o PWM pode ser utilizado nos pinos 3, 5, 6, 9, 10 e 11.
O funcionamento do PWM se dá por meio da variação do ciclo de trabalho (dutty cycle), que é a relação entre o tempo de pulso ligado e o período total. Quanto maior o ciclo de trabalho, maior será a intensidade da tensão ou corrente entregue a carga. A tensão média resultante é proporcional ao ciclo de trabalho.
A frequência padrão do PWM utilizada pelo Arduino Uno é de 490Hz. Ou seja, o PWM não gera um sinal constante de tensão em determinado pino, mas sim uma onda quadrada, onde a tensão média será controlada. Desta forma, controlando a tensão média fornecida em cada pino do Arduino, poderemos gerar tensões médias variável entre 0V e 5V.
Os valores PWM no Arduino UNO podem variar de 0 a 255, onde 255 representa a média de 5V entregue no pino, ou 100%. Já o valor 0, representará um valor médio de 0V, ou 0%.