Arduino PWM 控制馬達教學：搭配 L298N 馬達驅動板

PWM（Pulse Width Modulation，脈寬調變）是控制直流馬達速度的常用方法。 搭配 L298N 馬達驅動板，Arduino 可以同時控制馬達的方向與速度，非常適合機器人或自動化專案。

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一、PWM 與馬達控制概念

PWM 控制速度

• PWM 是透過改變訊號的「高電位佔比（Duty Cycle）」來控制平均電壓。
• 範例：
  • Duty Cycle 100% → 馬達全速轉
  • Duty Cycle 50% → 馬達半速轉
  • Duty Cycle 0% → 馬達停止

高電位時間 ↑

低電位時間 ↓

Duty Cycle = 高電位 / (高電位 + 低電位)

L298N 功能

• L298N 是雙 H 橋馬達驅動板，可控制 直流馬達方向 和 速度。
• 透過 Arduino 的 PWM 腳控制 EN（Enable）腳，調整速度；透過 IN1 / IN2 腳控制方向。

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二、硬體接線示意

假設控制一個 DC 馬達：

L298N 腳位	連接 Arduino	功能
IN1	D2	方向控制 1
IN2	D3	方向控制 2
ENA	D5 (PWM)	馬達速度控制
12V / GND	外部電源	馬達供電
GND	Arduino GND	共地

注意：

• L298N 馬達電源應與 Arduino 供電分開（馬達可能需要 6~12V）
• 共地一定要連好，避免控制訊號不穩

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三、Arduino PWM 控制程式範例

控制單個馬達方向與速度

// 腳位設定
int enA = 5;  // PWM 控制速度
int in1 = 2;  // 方向腳位
int in2 = 3;

void setup() {
  pinMode(enA, OUTPUT);
  pinMode(in1, OUTPUT);
  pinMode(in2, OUTPUT);
}

// 前進函式
void motorForward(int speed) {
  digitalWrite(in1, HIGH);
  digitalWrite(in2, LOW);
  analogWrite(enA, speed);  // 0~255
}

// 後退函式
void motorBackward(int speed) {
  digitalWrite(in1, LOW);
  digitalWrite(in2, HIGH);
  analogWrite(enA, speed);
}

void loop() {
  motorForward(200);  // 前進
  delay(2000);
  motorBackward(150); // 後退
  delay(2000);
  analogWrite(enA, 0); // 停止
  delay(1000);
}

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程式解析

• analogWrite(enA, speed) → 用 PWM 控制 ENA 腳電壓，改變馬達速度（0~255）
• digitalWrite(in1/in2) → 控制 H 橋輸出方向，高/低組合決定前進或後退

IN1	IN2	馬達方向
HIGH	LOW	前進
LOW	HIGH	後退
LOW	LOW	停止
HIGH	HIGH	停止 / 急剎

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四、多馬達控制

L298N 有 兩組輸出（OUT1/OUT2、OUT3/OUT4），可同時控制兩個 DC 馬達。 對應腳位可用：

馬達	EN	IN1	IN2
M1	ENA	IN1	IN2
M2	ENB	IN3	IN4

程式邏輯與單馬達相同，只需對應 ENB 與 IN3/IN4 腳位。

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五、注意事項

1. 電源供應
   • 馬達可能瞬間拉高電流，建議外接穩定電源。
   • Arduino 本身 5V 腳位不足以直接供電給馬達。
2. 散熱
   • L298N 會發熱，尤其在大電流運行下，需加散熱片或風扇。
3. PWM 頻率
   • Arduino Uno PWM 頻率約 490 Hz（腳 5,6 ~ 490Hz，腳 3,9,10,11 ~ 980Hz）
   • 高頻 PWM 可以減少馬達噪音

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六、延伸應用

• 機器人底盤控制（差速驅動）
• 自動化輸送帶速度調節
• 電動小車與車模專案