Matlab基于灰色关联理论的移动机械人故障诊断方法研究(8)
图2.7 使能信号与方向信号的使用
采用图2.7可以发现，电机的运转就只需要用三个信号控制：两个方向信号和一个使能信号。如果DIR－L信号为0，DIR－R信号为1，并且使能信号是1，那么三极管Q1和Q4导通，电流从左至右流经电机（如图2。5所示）；如果DIR－L信号变为1，而DIR－R信号变为0，那么Q2和Q3将导通，电流则反向流过电机。
2.2.2 L298N介绍
L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。其引脚排列如图所示，1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感信号。
图2.8 L298N的芯片引脚
如图2.8所示，我们可以知道L298N主要是2,3,13,14号引脚接口作为H桥的输出，5,7,10,12号引脚是作为输入模块使用的。同时芯片的电源通过8,9号口输入，8号口作为GND，9号口作为vcc电源。
电机 旋转方式 控制端IN1 控制端IN2 控制端IN3 控制端IN4 输入PWM信号改变脉宽可调速
调速端A 调速端B
M1 正转 高 低 / / 高 /
反转 低 高 / / 高 /
停止 低 低 / / 高 /
M2 正转 / / 高 低 / 高
反转 / / 低 高 / 高
停止 低 低 / / / 高
图2.9 L289N的芯片控制方式
我们从图2.9中可以得知当IN1为高电压和IN2为低电压时候M1正转，当IN2为高电压和IN1为低电压时候M1反转。当IN2与IN1都为低电压时候M1停止。M2也是同样情况，这给我们在对于电机控制上提供了很大的参考价值。
图2.10 L289N的内部结构图
在图2.10中我们可以很清楚的看出了不同的引脚对于芯片输出和电机转速方向的关系
2.3 传感器模块
2.3.1 霍尔转速传感器
霍尔转速传感器的主要工作原理是霍尔效应，也就是当转动的金属部件通过霍尔传感器的磁场时会引起电势的变化，通过对电势的测量就可以得到被测量对象的转速值。霍尔转速传感器的主要组成部分是传感头和齿圈，而传感头又是由霍尔元件、永磁体和电子电路组成的。
霍尔转速传感器在测量机械设备的转速时，被测量机械的金属齿轮、齿条等运动部件会经过传感器的前端，引起磁场的相应变化，当运动部件穿过霍尔元件产生磁力线较为分散的区域时，磁场相对较弱，而穿过产生磁力线较为几种的区域时，磁场就相对较强。霍尔转速传感器就是通过磁力线密度的变化，在磁力线穿过传感器上的感应元件时，产生霍尔电势。霍尔转速传感器的霍尔元件在产生霍尔电势后，会将其转换为交变电信号，最后传感器的内置电路会将信号调整和放大输出矩形脉冲信号。霍尔转速传感器的测量方法霍尔转速传感器的测量必须配合磁场的变化，因此在霍尔转速传感器测量非铁磁材质的设备时，需要事先在旋转物体上安装专门的磁铁物质，用以改变传感器周围的磁场，这样霍尔转速传感器才能准确的捕捉到物质的运动状态。