Lập trình & Điều khiển Động Cơ – Bài 3: Đảo chiều quay của động cơ DC bằng mạch cầu H (L298N)

(Từ khóa học: Lập trình & Điều khiển Động Cơ từ Cơ Bản tới Nâng Cao)

---

Giới thiệu

Sau khi đã biết cách bật/tắt và điều chỉnh tốc độ động cơ, bước tiếp theo là điều khiển chiều quay của động cơ DC.

Trong bài này, bạn sẽ học cách sử dụng mạch cầu H (L298N) để đảo chiều quay, giúp robot có thể chạy tiến – lùi – rẽ trái – rẽ phải.

Đây là kỹ năng quan trọng khi lập trình xe robot hai bánh hoặc các cánh tay cơ khí có chuyển động ngược chiều.

1. Mạch cầu H là gì?

Cầu H (H-Bridge) là mạch điện cho phép đảo chiều dòng điện đi qua động cơ, nhờ đó ta có thể:

• Quay thuận khi cấp điện theo chiều A → B
• Quay ngược khi cấp điện theo chiều B → A

Tên “H” xuất phát từ hình dạng mạch giống chữ H, trong đó động cơ nằm ở giữa hai nhánh điện tử công suất.

2. Giới thiệu module L298N

Module L298N là mạch điều khiển cầu H kép, có thể điều khiển 2 động cơ DC cùng lúc.

Thông số chính:

• Điện áp hoạt động: 5–12V
• Dòng tải tối đa: 2A mỗi kênh
• Ngõ vào điều khiển: IN1, IN2, ENA cho motor A; IN3, IN4, ENB cho motor B

Nguyên lý hoạt động cơ bản:

IN1	IN2	Trạng thái động cơ
HIGH	LOW	Quay thuận
LOW	HIGH	Quay ngược
LOW	LOW	Dừng

3. Sơ đồ mạch kết nối (ESP32 + L298N + Motor)

ESP32 Pin	Kết nối với L298N	Ghi chú
GPIO26	IN1	Điều khiển hướng 1
GPIO27	IN2	Điều khiển hướng 2
GPIO25	ENA	PWM điều tốc
5V	5V L298N	Nguồn logic
GND	GND L298N	Nối mass chung

---

⚠️ Nếu dùng 2 động cơ, bạn có thể gán thêm IN3, IN4, ENB vào các chân khác của ESP32.

4. Code mẫu: Đảo chiều quay động cơ DC

/*
 * Bài 3 - IoTLabs Motor Course
 * Đảo chiều quay động cơ DC bằng L298N (ESP32)
 */

#define IN1 26
#define IN2 27
#define ENA 25

#define PWM_CHANNEL 0
#define PWM_FREQ 5000
#define PWM_RES 8

void setup() {
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
  ledcSetup(PWM_CHANNEL, PWM_FREQ, PWM_RES);
  ledcAttachPin(ENA, PWM_CHANNEL);
}

void goForward() {
  digitalWrite(IN1, HIGH);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  ledcWrite(PWM_CHANNEL, 200); // Tốc độ 200/255
}

void goBackward() {
  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, HIGH);
  ledcWrite(PWM_CHANNEL, 200);
}

void stopMotor() {
  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  ledcWrite(PWM_CHANNEL, 0);
}

void loop() {
  goForward();
  delay(2000);
  stopMotor();
  delay(1000);
  goBackward();
  delay(2000);
  stopMotor();
  delay(2000);
}

✅ Kết quả: Động cơ quay thuận 2 giây → dừng → quay ngược 2 giây → lặp lại.

5. Mục tiêu học tập

• Hiểu nguyên lý mạch cầu H và hoạt động của L298N.
• Lập trình đảo chiều quay động cơ DC bằng ESP32.
• Làm nền tảng để điều khiển robot di chuyển linh hoạt hai bánh.

6. Hoạt động mở rộng

• Gắn thêm cảm biến siêu âm để tạo xe tránh vật cản.
• Dùng 2 motor và viết hàm turnLeft(), turnRight().
• Tạo giao diện web điều khiển robot từ xa bằng WiFi.

7. Linh kiện cần thiết

Linh kiện	Số lượng	Ghi chú
ESP32 DevKit 38 Pin	1	Board chính
L298N Motor Driver	1	Điều khiển cầu H kép
Motor DC 3–6V	1–2	Xe hoặc quạt mini
Dây nối + Breadboard	–
Nguồn 5V–12V	1	Adapter hoặc pin

8. Kết luận

Mạch cầu H là nền tảng trong tất cả các hệ thống điều khiển chuyển động hai chiều.

Khi hiểu cách hoạt động của L298N, bạn có thể dễ dàng xây dựng xe robot tự hành, tay máy cơ khí, hoặc băng tải mini.

Trong bài tiếp theo, chúng ta sẽ học cách viết hàm điều khiển chuyển động hoàn chỉnh cho xe robot.