motor bidireccional controlado por arduino. ¿Para qué necesitamos los diodos?

Estás preguntando para qué son estos diodos:

Parece que siempre tendría un sesgo inverso, ¿por qué incluirlos?

El motivo es recortar los picos de voltaje causados por el retroceso inductivo del motor cuando se apaga repentinamente. La corriente a través de un inductor no puede cambiar instantáneamente. Si intenta apagar el motor instantáneamente, la inductancia de los devanados del motor generará el voltaje necesario para que la corriente fluya a corto plazo. En su caso, eso significaría freír los transistores hasta que ellos conduzcan de todos modos, a pesar de estar fuera de control.

Otra razón para los motores es mantener el voltaje del motor a un nivel razonable cuando el motor es impulsado hacia atrás. En ese caso, el motor actúa como un generador y genera su propio voltaje. Ese voltaje podría ser demasiado alto para que lo tomen los transistores de conmutación. Los diodos hacen que el motor intente accionar la fuente de alimentación cuando su voltaje de circuito abierto exceda la tensión de la fuente de alimentación (más dos caídas de diodo).

En realidad, lo anterior puede causar otro problema. Intentar descargar la corriente en la fuente de alimentación cargará el motor y reducirá el voltaje que de lo contrario produciría. Sin embargo, dependiendo de lo que se encuentre en la fuente de alimentación, el motor podría ser capaz de conducir la alimentación demasiado alto. En casos como ese, usualmente incluye un regulador de derivación a través del suministro, establecido en un poco más alto que el voltaje de suministro previsto. Si el motor intenta impulsar el suministro demasiado alto, el regulador de derivación extrae la corriente que necesita para que la tensión no exceda el punto de ajuste. Eso podría significar disipar un poder significativo. Eso debe ser considerado en el diseño del regulador de derivación.