Arduino - Shield de Motor DC
Este tutorial ensina como controlar um motor DC usando o Arduino com o Motor Shield Rev3. Em detalhes, vamos aprender:
- Como encaixar o Motor Shield Rev3 no Arduino.
- Como conectar um motor DC e uma fonte de alimentação externa.
- Como programar o Arduino para controlar o sentido do motor (para frente/para trás).
- Como programar o Arduino para controlar a velocidade do motor usando PWM.
- Como programar o Arduino para acionar e liberar o freio.
- Como programar o Arduino para ler a corrente do motor.
- Como controlar dois motores DC ao mesmo tempo usando os dois canais.
Hardware Necessário
Or you can buy the following kits:
| 1 | × | DIYables STEM V3 Starter Kit (Arduino included) | |
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays) |
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Sobre o Motor Shield Rev3
O Arduino Motor Shield Rev3 é baseado no CI driver duplo de ponte completa L298P, que permite acionar dois motores DC (ou um motor de passo) com controle total de sentido, velocidade e frenagem.
O shield oferece os seguintes recursos:
- Dois canais de motor (A e B): cada canal pode acionar um motor DC de forma independente.
- Controle de sentido: faça o motor girar para frente ou para trás usando um pino digital.
- Controle de velocidade por PWM: ajuste a velocidade do motor de 0 a 255 usando um pino PWM.
- Controle de freio: acione ou libere o freio de cada canal usando um pino digital.
- Medição de corrente: leia a corrente consumida por cada motor através dos pinos analógicos.
O Motor Shield Rev3 foi projetado para o formato do Arduino Uno e se encaixa diretamente sobre a placa Arduino - sem necessidade de protoboard ou ligações complexas.
Mapeamento de Pinos
| Função | Canal A | Canal B |
|---|---|---|
| Sentido | D12 | D13 |
| PWM (Velocidade) | D3 | D11 |
| Freio | D9 | D8 |
| Medição de Corrente | A0 | A1 |
Alimentação Externa
O Motor Shield Rev3 precisa de uma fonte de alimentação externa para os motores. Conecte sua fonte de alimentação (6-12V) aos bornes de parafuso de alimentação do shield. A energia da fonte externa aciona os motores, enquanto o Arduino pode ser alimentado separadamente via USB ou pela sua própria fonte de alimentação.
Diagrama de Ligação
Primeiro, encaixe o Arduino Motor Shield Rev3 sobre o Arduino Uno, alinhando os pinos com cuidado.
Em seguida, conecte o motor DC ao Canal A usando os bornes de parafuso do shield. Os canais estão marcados ao lado dos bornes de parafuso.
Por fim, conecte a fonte de alimentação externa (por exemplo, 2 baterias Li-Ion de 3,7V) aos bornes de parafuso de alimentação do shield.
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Instalação da Biblioteca
- Conecte a placa Arduino ao seu computador com um cabo USB.
- Abra o Arduino IDE, selecione a placa e a porta corretas.
- Vá até o ícone Libraries na barra lateral esquerda do Arduino IDE.
- Pesquise "DIYables_DC_Motor" e encontre a biblioteca DIYables_DC_Motor da DIYables.
- Clique no botão Install para instalar a versão mais recente da biblioteca.
Observação: esta biblioteca é independente e não tem dependências externas.
Estrutura Básica
Todo sketch que usa a biblioteca DC Motor segue esta estrutura básica:
#include <DIYables_DC_Motor.h>
DIYables_DC_Motor motor(MOTOR_CH_A); // Use Channel A
void setup() {
motor.begin(); // Initialize motor pins
}
void loop() {
motor.run(MOTOR_FORWARD, 100); // Run forward at speed 100
delay(2000);
motor.brake(); // Stop the motor
delay(1000);
}
motor.begin() inicializa os pinos de sentido, PWM e freio. Depois disso, use motor.run() para definir o sentido e a velocidade, e motor.brake() para parar o motor. Não é necessário chamar loop() no objeto do motor - o motor gira continuamente até você mudar o seu estado.
Código Arduino - Controle do Motor no Canal A
O código a seguir mostra como controlar um motor DC no Canal A: alternando o sentido a cada 2 segundos, com frenagem entre as mudanças.
/*
* Este código de Arduino foi desenvolvido por pt.newbiely.com
* Este código de Arduino é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição.
* Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite:
* https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino/arduino-dc-motor-shield
*/
/*
* DIYables_DC_Motor - ChannelA Example
*
* This example demonstrates how to control a DC motor connected to
* Channel A of the Arduino Motor Shield Rev3. The motor alternates
* direction every 2 seconds with braking in between.
*
* Channel A pins: D12 (Direction), D3 (PWM), D9 (Brake), A0 (Current)
*
* Tutorial: https://diyables.io/motor-shield
*
* TESTED HARDWARE:
* - Arduino Uno R3
* - Arduino Uno R4 WiFi
* - Arduino Uno R4 Minima
* - Arduino Mega
* - Arduino Due
* - Arduino Giga
* - DIYables STEM V3: https://diyables.io/stem-v3
* - DIYables STEM V4 IoT: https://diyables.io/stem-v4-iot
* - DIYables STEM V4B IoT: https://diyables.io/stem-v4b-iot
* - DIYables STEM V4B Edu: https://diyables.io/stem-v4-edu
* - DIYables MEGA2560 R3: https://diyables.io/atmega2560-board
* - It is expected to work with other boards
*/
#include <DIYables_DC_Motor.h>
DIYables_DC_Motor motor(MOTOR_CH_A);
bool directionState = false;
void setup() {
Serial.begin(9600);
motor.begin();
Serial.println("Motor Shield - Channel A");
}
void loop() {
// Toggle direction each cycle
directionState = !directionState;
int direction = directionState ? MOTOR_FORWARD : MOTOR_BACKWARD;
// Run motor with speed 30 (out of 255)
motor.run(direction, 30);
Serial.print("Running ");
Serial.println(directionState ? "FORWARD" : "BACKWARD");
delay(2000);
// Brake the motor
motor.brake();
Serial.println("Braking");
delay(2000);
}
Passos Rápidos
- Encaixe o Motor Shield Rev3 na placa Arduino.
- Conecte o motor DC aos bornes de parafuso do Canal A.
- Conecte a fonte de alimentação externa.
- Conecte a placa Arduino ao seu computador com um cabo USB.
- Abra o Arduino IDE, selecione a placa e a porta corretas.
- Copie o código acima e cole-o no editor do Arduino IDE.
- Clique no botão Upload no Arduino IDE para carregar o código no Arduino.
- Abra o Serial Monitor para ver as mensagens de estado do motor.
O motor gira para frente por 2 segundos na velocidade 30, freia por 2 segundos, depois gira para trás por 2 segundos, e repete.
Resumo da API do Motor
| Método | Descrição | Exemplo |
|---|---|---|
| run(direction, speed) | Define o sentido e a velocidade, libera o freio | motor.run(MOTOR_FORWARD, 100) |
| setSpeed(speed) | Define a velocidade PWM (0-255) | motor.setSpeed(150) |
| setDirection(direction) | Define apenas o sentido | motor.setDirection(MOTOR_BACKWARD) |
| brake() | Aciona o freio e define a velocidade como 0 | motor.brake() |
| release() | Libera o freio | motor.release() |
| readCurrent() | Lê o valor ADC bruto do pino de medição de corrente | motor.readCurrent() |
Código Arduino - Controle do Motor no Canal B
O código a seguir mostra como controlar um motor DC no Canal B.
/*
* Este código de Arduino foi desenvolvido por pt.newbiely.com
* Este código de Arduino é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição.
* Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite:
* https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino/arduino-dc-motor-shield
*/
/*
* DIYables_DC_Motor - ChannelB Example
*
* This example demonstrates how to control a DC motor connected to
* Channel B of the Arduino Motor Shield Rev3. The motor alternates
* direction every 2 seconds with braking in between.
*
* Channel B pins: D13 (Direction), D11 (PWM), D8 (Brake), A1 (Current)
*
* Tutorial: https://diyables.io/motor-shield
*
* TESTED HARDWARE:
* - Arduino Uno R3
* - Arduino Uno R4 WiFi
* - Arduino Uno R4 Minima
* - Arduino Mega
* - Arduino Due
* - Arduino Giga
* - DIYables STEM V3: https://diyables.io/stem-v3
* - DIYables STEM V4 IoT: https://diyables.io/stem-v4-iot
* - DIYables STEM V4B IoT: https://diyables.io/stem-v4b-iot
* - DIYables STEM V4B Edu: https://diyables.io/stem-v4-edu
* - DIYables MEGA2560 R3: https://diyables.io/atmega2560-board
* - It is expected to work with other boards
*/
#include <DIYables_DC_Motor.h>
DIYables_DC_Motor motor(MOTOR_CH_B);
bool directionState = false;
void setup() {
Serial.begin(9600);
motor.begin();
Serial.println("Motor Shield - Channel B");
}
void loop() {
// Toggle direction each cycle
directionState = !directionState;
int direction = directionState ? MOTOR_FORWARD : MOTOR_BACKWARD;
// Run motor with speed 30 (out of 255)
motor.run(direction, 30);
Serial.print("Running ");
Serial.println(directionState ? "FORWARD" : "BACKWARD");
delay(2000);
// Brake the motor
motor.brake();
Serial.println("Braking");
delay(2000);
}
Passos Rápidos
- Conecte o motor DC aos bornes de parafuso do Canal B (em vez do Canal A).
- Copie o código acima e cole-o no editor do Arduino IDE.
- Clique no botão Upload no Arduino IDE para carregar o código no Arduino.
- Abra o Serial Monitor.
O comportamento é idêntico ao do Canal A - a única diferença é o canal usado.
Código Arduino - Os Dois Canais
O código a seguir mostra como controlar dois motores DC ao mesmo tempo, um em cada canal.
/*
* Este código de Arduino foi desenvolvido por pt.newbiely.com
* Este código de Arduino é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição.
* Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite:
* https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino/arduino-dc-motor-shield
*/
/*
* DIYables_DC_Motor - BothChannels Example
*
* This example demonstrates how to control two DC motors simultaneously,
* one on Channel A and one on Channel B of the Arduino Motor Shield Rev3.
*
* Channel A pins: D12 (Direction), D3 (PWM), D9 (Brake), A0 (Current)
* Channel B pins: D13 (Direction), D11 (PWM), D8 (Brake), A1 (Current)
*
* Tutorial: https://diyables.io/motor-shield
*
* TESTED HARDWARE:
* - Arduino Uno R3
* - Arduino Uno R4 WiFi
* - Arduino Uno R4 Minima
* - Arduino Mega
* - Arduino Due
* - Arduino Giga
* - DIYables STEM V3: https://diyables.io/stem-v3
* - DIYables STEM V4 IoT: https://diyables.io/stem-v4-iot
* - DIYables STEM V4B IoT: https://diyables.io/stem-v4b-iot
* - DIYables STEM V4B Edu: https://diyables.io/stem-v4-edu
* - DIYables MEGA2560 R3: https://diyables.io/atmega2560-board
* - It is expected to work with other boards
*/
#include <DIYables_DC_Motor.h>
DIYables_DC_Motor motorA(MOTOR_CH_A);
DIYables_DC_Motor motorB(MOTOR_CH_B);
void setup() {
Serial.begin(9600);
motorA.begin();
motorB.begin();
Serial.println("Motor Shield - Both Channels");
}
void loop() {
// Both motors forward
motorA.run(MOTOR_FORWARD, 100);
motorB.run(MOTOR_FORWARD, 100);
Serial.println("Both FORWARD");
delay(2000);
// Brake both motors
motorA.brake();
motorB.brake();
Serial.println("Both BRAKING");
delay(1000);
// Both motors backward
motorA.run(MOTOR_BACKWARD, 100);
motorB.run(MOTOR_BACKWARD, 100);
Serial.println("Both BACKWARD");
delay(2000);
// Brake both motors
motorA.brake();
motorB.brake();
Serial.println("Both BRAKING");
delay(1000);
// Motors in opposite directions
motorA.run(MOTOR_FORWARD, 150);
motorB.run(MOTOR_BACKWARD, 150);
Serial.println("A FORWARD, B BACKWARD");
delay(2000);
// Brake both motors
motorA.brake();
motorB.brake();
Serial.println("Both BRAKING");
delay(1000);
}
Passos Rápidos
- Conecte um motor DC ao Canal A e outro ao Canal B.
- Copie o código acima e cole-o no editor do Arduino IDE.
- Clique no botão Upload no Arduino IDE para carregar o código no Arduino.
- Abra o Serial Monitor.
Os dois motores giram juntos para frente, depois juntos para trás, depois em sentidos opostos - com pausas de frenagem entre as etapas.
Código Arduino - Medição de Corrente
O código a seguir mostra como ler a corrente consumida por um motor DC usando o pino de medição de corrente embutido.
/*
* Este código de Arduino foi desenvolvido por pt.newbiely.com
* Este código de Arduino é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição.
* Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite:
* https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino/arduino-dc-motor-shield
*/
/*
* DIYables_DC_Motor - CurrentSensing Example
*
* This example demonstrates how to read the current drawn by a DC motor
* connected to Channel A of the Arduino Motor Shield Rev3.
*
* The Motor Shield Rev3 provides current sensing via analog pins:
* Channel A: A0
* Channel B: A1
*
* Tutorial: https://diyables.io/motor-shield
*
* TESTED HARDWARE:
* - Arduino Uno R3
* - Arduino Uno R4 WiFi
* - Arduino Uno R4 Minima
* - Arduino Mega
* - Arduino Due
* - Arduino Giga
* - DIYables STEM V3: https://diyables.io/stem-v3
* - DIYables STEM V4 IoT: https://diyables.io/stem-v4-iot
* - DIYables STEM V4B IoT: https://diyables.io/stem-v4b-iot
* - DIYables STEM V4B Edu: https://diyables.io/stem-v4-edu
* - DIYables MEGA2560 R3: https://diyables.io/atmega2560-board
* - It is expected to work with other boards
*/
#include <DIYables_DC_Motor.h>
DIYables_DC_Motor motor(MOTOR_CH_A);
void setup() {
Serial.begin(9600);
motor.begin();
Serial.println("Motor Shield - Current Sensing");
}
void loop() {
// Run motor forward
motor.run(MOTOR_FORWARD, 100);
// Read and print current sensing value
int current = motor.readCurrent();
Serial.print("Current sensing (raw ADC): ");
Serial.println(current);
delay(500);
}
Passos Rápidos
- Conecte um motor DC ao Canal A.
- Copie o código acima e cole-o no editor do Arduino IDE.
- Clique no botão Upload no Arduino IDE para carregar o código no Arduino.
- Abra o Serial Monitor.
- Observe o valor ADC bruto da medição de corrente sendo atualizado a cada 500 ms.
Observações sobre a Medição de Corrente
O Motor Shield Rev3 oferece medição de corrente pelos pinos analógicos A0 (Canal A) e A1 (Canal B). O método readCurrent() retorna um valor ADC bruto. Para converter em corrente real (em ampères), você precisa aplicar o fator de conversão adequado, com base no circuito de medição de corrente do shield.
Código Arduino - Pinos Personalizados
O código a seguir mostra como criar um objeto de motor com uma atribuição de pinos personalizada, em vez de usar as constantes de canal predefinidas.
/*
* Este código de Arduino foi desenvolvido por pt.newbiely.com
* Este código de Arduino é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição.
* Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite:
* https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino/arduino-dc-motor-shield
*/
/*
* DIYables_DC_Motor - CustomPins Example
*
* This example demonstrates how to create a motor object with
* custom pin assignments instead of using the predefined channels.
*
* Tutorial: https://diyables.io/motor-shield
*
* TESTED HARDWARE:
* - Arduino Uno R3
* - Arduino Uno R4 WiFi
* - Arduino Uno R4 Minima
* - Arduino Mega
* - Arduino Due
* - Arduino Giga
* - DIYables STEM V3: https://diyables.io/stem-v3
* - DIYables STEM V4 IoT: https://diyables.io/stem-v4-iot
* - DIYables STEM V4B IoT: https://diyables.io/stem-v4b-iot
* - DIYables STEM V4B Edu: https://diyables.io/stem-v4-edu
* - DIYables MEGA2560 R3: https://diyables.io/atmega2560-board
* - It is expected to work with other boards
*/
#include <DIYables_DC_Motor.h>
// Custom pin assignment: direction=12, pwm=3, brake=9, currentSensing=A0
DIYables_DC_Motor motor(12, 3, 9, A0);
bool directionState = false;
void setup() {
Serial.begin(9600);
motor.begin();
Serial.println("Motor Shield - Custom Pins");
}
void loop() {
// Toggle direction each cycle
directionState = !directionState;
int direction = directionState ? MOTOR_FORWARD : MOTOR_BACKWARD;
// Run motor
motor.run(direction, 30);
Serial.print("Running ");
Serial.println(directionState ? "FORWARD" : "BACKWARD");
delay(2000);
// Brake the motor
motor.brake();
Serial.println("Braking");
delay(2000);
}
Passos Rápidos
- Ajuste os números dos pinos no construtor para corresponder à sua ligação.
- Copie o código acima e cole-o no editor do Arduino IDE.
- Clique no botão Upload no Arduino IDE para carregar o código no Arduino.
Essa abordagem é útil quando você usa um driver de motor não padrão ou uma configuração de pinos modificada.
Solução de Problemas
Se o código não estiver funcionando, veja alguns problemas comuns que você pode verificar:
- Motor não gira: verifique se o motor está conectado corretamente aos bornes de parafuso do canal certo.
- Canal errado: certifique-se de que as definições de pinos no seu código correspondem ao canal em que você conectou o motor (Canal A ou Canal B).
- Sem alimentação: verifique se a fonte de alimentação externa está conectada e funcionando. O motor precisa de alimentação externa - só o USB não é suficiente para o funcionamento do motor.
- Rotação fraca ou nenhuma rotação: aumente o valor da velocidade em setSpeed() ou run(). Uma velocidade muito baixa (por exemplo, abaixo de 20) pode não ser suficiente para vencer o torque de partida do motor.
- Sentido invertido: basta trocar os dois fios do motor no borne de parafuso, ou mudar MOTOR_FORWARD para MOTOR_BACKWARD no seu código.
Shield de Motor DC com Arduino - Demonstração Completa
Abaixo está um tutorial em vídeo passo a passo que demonstra todos os exemplos do Shield de Motor DC:
Suporte a Plataformas
A biblioteca usa apenas APIs padrão do Arduino (pinMode, digitalWrite, analogWrite, analogRead) e suporta todas as plataformas Arduino (architectures=*).