Motor Control & Line Tracking

Motor Control & Line Tracking

---

1. L298N Motor Driver Module

• เป็น Double H-Bridge Driver สำหรับควบคุม มอเตอร์ 2 ตัว
• คุณสมบัติ:
  • แรงดันขับมอเตอร์: สูงสุด 46V
  • กระแสสูงสุด: 2A ต่อมอเตอร์
  • แรงดันควบคุมลอจิก: 5V
• พอร์ตควบคุม:
  • IN1, IN2 ควบคุมทิศทาง Motor A
  • IN3, IN4 ควบคุมทิศทาง Motor B
  • ENA, ENB รับสัญญาณ PWM สำหรับควบคุมความเร็ว
• สถานะของมอเตอร์ (IN1, IN2 หรือ IN3, IN4):
  • LOW & LOW → หยุด
  • HIGH & LOW → เดินหน้า
  • LOW & HIGH → ถอยหลัง
  • HIGH & HIGH → หยุด

---

2. การควบคุมความเร็วด้วย PWM

ใช้ฟังก์ชัน analogWrite(pin, value) โดย value อยู่ในช่วง 0–255

ตัวอย่าง:

#define IN1 13
#define IN2 12
#define ENA 11
#define ENB 10
#define IN3 9
#define IN4 8

void setup(){
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(ENA, OUTPUT);
  pinMode(ENB, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT);
  pinMode(IN4, OUTPUT);
}

void loop(){
  // Motor Test - with PWM (speed control)
  analogWrite(ENA, 255); // Max speed
  digitalWrite(IN1, HIGH);
  digitalWrite(IN2, LOW);

  analogWrite(ENB, 255); // Max speed
  digitalWrite(IN3, LOW);
  digitalWrite(IN4, HIGH);
  delay(3000);

  // Motor Test - no PWM (constant power)
  digitalWrite(ENA, HIGH);
  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, HIGH);

  digitalWrite(ENB, HIGH);
  digitalWrite(IN3, HIGH);
  digitalWrite(IN4, LOW);
  delay(3000);
}

---

3. การวัดความเร็วรอบมอเตอร์ด้วย Encoder

• ใช้เซนเซอร์แสงเพื่อนับพัลส์
• เชื่อมเข้าขา interrupt (เช่น D2)
• คำนวณ RPM: rpm = (counter / 20.0) * 60;

#define IN1 13
#define IN2 12
#define ENA 11
#define ENB 10
#define IN3 9
#define IN4 8
#define GPIO_Pin 2

unsigned int counter = 0;
int rpm;

void countpulse() {
  counter++;
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(ENA, OUTPUT);
  pinMode(ENB, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT);
  pinMode(IN4, OUTPUT);
  pinMode(GPIO_Pin, INPUT);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(GPIO_Pin), countpulse, RISING);
}

void loop() {
  analogWrite(ENA, 255);
  digitalWrite(IN1, HIGH);
  digitalWrite(IN2, LOW);

  analogWrite(ENB, 255);
  digitalWrite(IN3, LOW);
  digitalWrite(IN4, HIGH);

  static uint32_t previousMillis;
  if (millis() - previousMillis >= 1000) {
    rpm = (counter / 20.0) * 60;
    counter = 0;
    previousMillis += 1000;

    Serial.print("Speed: ");
    Serial.print(rpm);
    Serial.println(" rpm");
  }
}

---

4. การตรวจจับเส้นด้วยเซนเซอร์ TCRT5000

• มี 5 จุดตรวจจับ สีดำ/ขาว (Digital Output)
  • สีดำให้ค่า 0
  • สีขาวให้ค่า 1
• การอ่านค่า:

#define IN1 13
#define IN2 12
#define ENA 11
#define ENB 10
#define IN3 9
#define IN4 8
#define out5 7
#define out4 6
#define out3 5
#define out2 4
#define out1 3

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(ENA, OUTPUT);
  pinMode(ENB, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT);
  pinMode(IN4, OUTPUT);

  pinMode(out5, INPUT);
  pinMode(out4, INPUT);
  pinMode(out3, INPUT);
  pinMode(out2, INPUT);
  pinMode(out1, INPUT);
}

void loop() {
  int S1 = digitalRead(out1);
  int S2 = digitalRead(out2);
  int S3 = digitalRead(out3);
  int S4 = digitalRead(out4);
  int S5 = digitalRead(out5);

  if (S1 == 1 && S2 == 1 && S3 == 0 && S4 == 1 && S5 == 1) {
    Serial.println("Forward");
    analogWrite(ENA, 255);
    digitalWrite(IN1, HIGH);
    digitalWrite(IN2, LOW);
    analogWrite(ENB, 255);
    digitalWrite(IN3, LOW);
    digitalWrite(IN4, HIGH);

  } else if (S1 == 1 && S2 == 1 && S3 == 1 && S4 == 0 && S5 == 1) {
    Serial.println("Turn Right");
    analogWrite(ENA, 200); // slow left
    digitalWrite(IN1, HIGH);
    digitalWrite(IN2, LOW);
    analogWrite(ENB, 100); // slow right
    digitalWrite(IN3, LOW);
    digitalWrite(IN4, HIGH);

  } else if (S1 == 1 && S2 == 0 && S3 == 1 && S4 == 1 && S5 == 1) {
    Serial.println("Turn LEFT");
    analogWrite(ENA, 100); // slow left
    digitalWrite(IN1, HIGH);
    digitalWrite(IN2, LOW);
    analogWrite(ENB, 200); // slow right
    digitalWrite(IN3, LOW);
    digitalWrite(IN4, HIGH);
  }
}

---

5. ตัวอย่างการตัดสินใจทิศทางจากค่า TCRT5000

Output Sensor	การเคลื่อนที่
1 1 0 1 1	เดินหน้า (Forward)
1 1 1 0 1	เลี้ยวขวา (Turn Right)
1 0 1 1 1	เลี้ยวซ้าย (Turn Left)

---

6. ตัวอย่างการควบคุมมอเตอร์ตามการอ่านเซนเซอร์

โครงสร้างโค้ด (บางส่วน):

if(S1==1 && S2==1 && S3==0 && S4==1 && S5==1) {
  // เดินหน้า
  digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, HIGH);
}

---

7. การเชื่อมต่อพินกับ Arduino

ฟังก์ชัน	พิน Arduino
IN1–IN4	13, 12, 9, 8
ENA, ENB	11, 10
Sensor out1–out5	3 – 7
Encoder sensor	2

---

8. การประยุกต์ใช้งาน

• ควบคุมรถ 2 ล้อ / 4 ล้อ
• หุ่นยนต์เดินตามเส้น
• การควบคุมความเร็วและทิศทางแบบอัตโนมัติ

---