[Composant] le L298

On a tous au moins un composant qui est super pratique mais mal foutu … Et moi, Mike 118, aujourd’hui je vais vous parler de mon préféré de cette catégorie : Le L298N (plus connu sous sa forme multiwatt 15V …)

Tout d’abord pour ceux qui ne le connaissent pas encore : qu’est-ce que c’est que ce composant ? Et bien c’est un double pont en H capable de délivrer 2A par pont fonctionnant jusqu’à 46V ! Il est donc idéal pour une grande gamme de moteurs CC et pas à pas.
Pour ceux qui ne savent pas ce qu’est un pont en H je les invite à se renseigner ici par exemple : http://fr.wikipedia.org/wiki/Pont_en_H.
Autre remarque : je vais employer volontairement des mots anglais afin de vous familiariser un peu avec certains termes employé dans les documentations anglaises en vigueur : aussi appelé les datasheet ! Mais ne vous inquiétez pas cela ne sera que ponctuel !

Je vais commencer par décrire un peu le composant :
Comme le composant contient deux ponts en H on les notera pont A et pont B. Le L298 a 15 pattes qui se répartissent ainsi :

• 3 pattes pour l’alimentation qui est commun aux pont A et B. On a donc la masse : Gnd pour "ground", la tension d’alimentation de forte puissance : VS comprise entre 5 et 50V et la tension d’alimentation « logique » noté Vss = 5V (point très intéressant puisque le composant est donc compatible avec tous vos composants favoris tournant en 5V : Pic, Arduino, Aop, Ne555, etc…)
• 4 pattes pour les deux paire de sorties que l’on nomme output 1 output 2 output 3 et output 4. Avec output 1 et 2 appartenant au pont A et output 3 et 4 appartenant au pont B. C’est là qu’on va brancher notre moteur par exemple et ce sont ces sorties qui seront capable de délivrer 2A en continue et des pics jusqu’à 3A mais à éviter le plus possible.
• 4 pattes pour les 2 paires d’entrées que l’on note input 1 input 2 input 3 input 4 de chaque pont, là aussi input 1 et 2 appartenant au pont A et input 3 et 4 appartenant au pont B. C’est sur ces pattes qu’on va brancher nos composants préféré qui vont commander les pont A et B. En effet, imposer une tension de 5V sur input 1 va permettre d’imposer la tension VS sur output 1 et imposer 0V va permettre d’imposer 0V sur output1 … de même pour input 2 sur output 2 etc…
• Cela fait déjà 11 pattes, et on a vu comment on pouvait utiliser le composant dans ces grandes lignes mais il manque encore 4 pattes …
• Enable A, enable B, current sensing A, current sensing B

A quoi peuvent-elles bien servirent ?
Tout d’abord, chaque pont est pourvu d’une sécurité, d’où les pattes notées « enable A et enable B ». Pour pouvoir utiliser le pont A : à savoir output 1 et output2, il faut qu’une tension de 5V soit appliqué sur enable A sinon le pont est « en roue libre » et dans ce cas on a donc output 1 et 2 qui ne sont relié à rien du tout ! Ni à la masse ni au 24V quel que soit l’état des input1 et input2. De même pour pouvoir utiliser le pont B il faut 5V sur enable B…

Cela fait 2 pattes supplémentaires qu’on peut gérer avec nos composants favoris tournant à 5V ! Très intéressant si on veut ajouter un bouton d’arrêt d’urgence par exemple car il suffit de le relier entre la masse et l’enable du port qu’on veut pouvoir arrêter avec le bouton d’arrêt d’urgence… On peut même relier les deux enables ensemble pour pouvoir couper les deux ponts en même temps !

Notez une chose : Si vous n’en avez pas l’utilité, n’oubliez pas de brancher les enables au 5V !

Bon courage ! Il reste plus que deux pattes …
Ce sont des pattes qui permettent de connaitre le courant I circulant dans chaque pont noté current sensing A et B ! Il suffit pour cela de mettre entre une résistance de valeur R entre curent sensing et la masse et de lire la tension U présente à cette patte : On aura I = U/R. Par contre attention ! Il faut choisir une résistance capable de dissiper suffisamment de puissance (2A ce n’est pas rien ! Petit rappel en notant R la valeur de votre résistance on P = R*I² … Donc avec une résistance de 1ohm et du 2A ça fait déjà au moins 4W à dissiper …) De même il est recommandé de ne pas dépasser les 3V sur cette pattes … donc Il est recommandé d’utiliser dans ce cas une résistance inférieur ou égale à 1 ohm et dissipant suffisamment de puissance pour vos applications ! Comme il ne faut pas dépasser une consommation de 3A, que ces pattes nous permettent de connaître la consommation en temps réel de chaque pont et que les enables nous permettent de couper les ponts si besoin … Il ne faut pas chercher bien loin pour se rendre compte qu’on peut faire une régulation du courant consommée dans les pont du L298 en utilisant ces 4 dernières pattes !

Bon maintenant que je vous ais embêté avec ça : sachez que si vous n’avez pas besoin de connaître la consommation en courant dans les ponts vous pouvez tout simplement bancher les current sensing à la masse ! (Et ceci résout le problème du choix de la résistance x). )
Maintenant une petite image pour tout récapituler et montrer qui est où sur le composant :

Pour plus d’info sur le composant je vous invite à lire la datasheet du composant disponible ici :  l298-sgs-thomson-microelectronics-1.pdf   190,37 Ko   1208 téléchargement(s)
Bon tout ça c’est bien beau on est d’accord… Vous auriez pu savoir tout ce que je viens de dire en lisant cette datasheet … Mais rappelons-nous j’ai dit que ce composant était « mal foutu »… Pourquoi donc ?
C’est l’organisation de ces pattes ! Sur une seule ligne c’est bien joli :

Il y a juste la patte VS qui aurait peut-être put être à côté de la masse… mais bon rien de grave !
Le problème voilà… et bien par ce que nous on utilise généralement c’est ce genre de truc :

Qui eux sont compatible avec le format “Dip” = espacement entre les pattes 2.54mm et dans le cadre de composants sur deux rangées , les deux ranges sont aligéens avec espacement entre 2 rangées de pattes côte à côte 7.62mm (= 3*2.54mm).

Or le L298 est ainsi :

Donc lui aussi est sur 2 rangées, chaque patte de chaque rangé a bien un espacement de 2.54mm mais l’espacement entre les deux rangées n’est pas de 7.62 mais d’environ 5mm. Mais le pire c’est que les deux rangées ne sont pas alignées ! Arg… Pour le rendre compatible il faut plier un peu les pattes … Soit …
On prend donc notre pince préférée si nécessaire, toute notre délicatesse et on s’exécute …

N’ayez pas peur ça se fait assez facilement … Les pattes sont plus solides qu’elles en ont l’aire faut juste pas trop répéter l’opération !
La preuve en image , ainsi cela s’adapte parfaitement au standart Dip :

Bon c’est cool tout va bien … C’est très simple … Cependant voilà …

De manière schématique ce qu’on obtient au choix…

Et là stupeur ! nouveau casse tête … Ce qui était si bien ordonné quand tout était en ligne ne l’est plus en deux ligne ! Deux input d’un côté et deux de l’autre … les output de chaques côté … idem pour la masse et le 5V … Et du coup l’interfaçage avec quoi que ce soit et lui aussi un véritable casse tête … C’est la croix et la banière comme diraient certaines … en effet n’aurait il pas tellement été plus simple d’avoir ceci ?

Rien de plus simple pourtant … Il suffit de plier les pattes un peu différement !

Et c’était jusqu’à maintenant mon petit secret avec ce composant que je vous partage aujourd’hui ! Ce n’est peut-être pas très beau mais c’est monstrueusement efficace !

Je ne sais pas vous mais moi mais moi en tout cas je trouve ça 10 fois plus pratique … Et voilà pourquoi avec un petit exemple d’interfaçage :

Vous pourrez remarquer que l’interfaçage est beaucoup plus facile : tout ce qui a besoin d’être gérer par nos composants préféré : microcontrôleur etc… est mis du côté droit (représenté en vert). Tout ce qui est sortie et alimentation est du côté gauche… Il ne reste plus qu’à y mettre vos connecteurs préférés et vous avez votre propre shield pour contrôler deux moteurs à courant continu dans les deux sens !
Vous pouvez aussi rajouter 8 diodes rapides 2A au montage afin de protéger le L298 des surintensités dans le cas où un moteur tourne alors qu’il ne devrait pas au vu de la commande… Ce qui arrive en général quand on demande à un moteur de s’arrêter alors qu’il tournait vite … car il met un peu de temps à le faire du à son inertie ! Il faut placer 2 diodes par sortie de la façon ci-contre sur le côté :

De plus je trouve que les pattes inputs et enables sont particulièrement bien agencées ! Cela ne vous rappel pas un autre composant vous ? Moi si ! Quelqu’un me souffle le L297 pour commander les moteurs pas à pas ? Bingo !

Regardons de plus près :

Et oui !
Correspondance parfaite
pour ces 6 pattes entre
les deux composants !
Voilà aussi de quoi simplifier l’interfaçage entre ces deux composants !