Lập trình & Điều khiển Động Cơ – Bài 4: Viết hàm điều khiển chuyển động cho xe robot

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

Giới thiệu

Sau khi bạn đã học cách điều khiển một động cơ DC tiến – lùi bằng mạch cầu H (L298N), bước tiếp theo là kết hợp hai động cơ để tạo chuyển động linh hoạt cho xe robot:

• Tiến về phía trước
• Lùi lại
• Rẽ trái
• Rẽ phải
• Dừng

Bài học này giúp bạn viết các hàm điều khiển riêng biệt cho từng hướng di chuyển, tạo nền tảng cho các bài học robot tự hành ở phần sau.

1. Nguyên lý điều khiển xe robot hai bánh

Xe robot hai bánh có 2 động cơ DC độc lập:

• Motor trái (M1) → điều khiển bởi IN1, IN2, ENA
• Motor phải (M2) → điều khiển bởi IN3, IN4, ENB

Chuyển động	Motor trái	Motor phải
Tiến	Quay thuận	Quay thuận
Lùi	Quay ngược	Quay ngược
Rẽ trái	Dừng / quay ngược nhẹ	Quay thuận
Rẽ phải	Quay thuận	Dừng / quay ngược nhẹ
Dừng	Dừng cả hai

2. Sơ đồ kết nối (ESP32 + L298N + 2 động cơ)

ESP32 Pin	L298N Pin	Ghi chú
GPIO26	IN1	Motor trái hướng 1
GPIO27	IN2	Motor trái hướng 2
GPIO14	ENA	PWM tốc độ trái
GPIO25	IN3	Motor phải hướng 1
GPIO33	IN4	Motor phải hướng 2
GPIO32	ENB	PWM tốc độ phải
5V, GND	L298N 5V, GND	Nguồn logic

3. Code mẫu: Viết hàm điều khiển chuyển động

/*
 * Bài 4 - IoTLabs Motor Course
 * Viết hàm điều khiển chuyển động xe robot 2 bánh bằng ESP32 + L298N
 */

#define IN1 26
#define IN2 27
#define ENA 14
#define IN3 25
#define IN4 33
#define ENB 32

#define PWM_FREQ 5000
#define PWM_RES 8

void setup() {
  pinMode(IN1, OUTPUT); pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT); pinMode(IN4, OUTPUT);
  ledcSetup(0, PWM_FREQ, PWM_RES);
  ledcSetup(1, PWM_FREQ, PWM_RES);
  ledcAttachPin(ENA, 0);
  ledcAttachPin(ENB, 1);
}

// ====== Các hàm điều khiển ======
void goForward(int speed = 200) {
  digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW);
  ledcWrite(0, speed); ledcWrite(1, speed);
}

void goBackward(int speed = 200) {
  digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, HIGH);
  digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, HIGH);
  ledcWrite(0, speed); ledcWrite(1, speed);
}

void turnLeft(int speed = 200) {
  digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, HIGH);  // Trái quay ngược
  digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW);  // Phải quay thuận
  ledcWrite(0, speed); ledcWrite(1, speed);
}

void turnRight(int speed = 200) {
  digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);  // Trái quay thuận
  digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, HIGH);  // Phải quay ngược
  ledcWrite(0, speed); ledcWrite(1, speed);
}

void stopMotor() {
  digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW);
  ledcWrite(0, 0); ledcWrite(1, 0);
}

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

✅ Kết quả: Robot tiến 2s → rẽ trái → rẽ phải → lùi → dừng, lặp lại chu kỳ.

4. Giải thích ngắn

• Mỗi motor có 2 chân điều khiển hướng (IN1–IN2 / IN3–IN4).
• Dùng PWM (ENA, ENB) để điều chỉnh tốc độ từng bánh.
• Tạo hàm riêng biệt giúp code dễ mở rộng, ví dụ thêm điều khiển từ điện thoại hoặc AI.

5. Mục tiêu học tập

• Hiểu logic điều khiển robot hai bánh.
• Viết và tái sử dụng hàm điều khiển.
• Chuẩn bị cho các bài tiếp theo: cảm biến vật cản và điều khiển thông minh.

6. Hoạt động mở rộng

• Thêm nút nhấn hoặc remote để chọn hướng di chuyển.
• Điều khiển xe qua giao diện web (WiFi WebServer).
• Tích hợp cảm biến siêu âm để xe tự tránh vật cản.

7. Linh kiện cần thiết

Linh kiện	Số lượng	Ghi chú
ESP32 DevKit 38 Pin	1	Bộ điều khiển
L298N Driver	1	Mạch cầu H kép
Motor DC 3–6V	2	Bánh trái và phải
Bánh xe + khung robot	1 bộ	2 bánh + caster
Pin 7.4V hoặc 9V	1	Nguồn cấp động cơ
Dây nối + Breadboard	–

8. Kết luận

Bài học này giúp bạn làm chủ kỹ năng lập trình cấu trúc chuyển động – nền tảng cho mọi robot di động.

Khi hiểu được cách điều khiển độc lập từng bánh, bạn có thể phát triển các ứng dụng nâng cao như xe dò line, xe tránh vật cản hoặc xe điều khiển bằng giọng nói.