Řízení stejnosměrného motoru pomocí mostu H: 9 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Nazdar hoši!

V tomto pokynu vám ukážu, jak vybudovat H Bridge - jednoduchý elektronický obvod, který nám umožňuje aplikovat napětí na zatížení v obou směrech. Běžně se používá v robotické aplikaci k ovládání stejnosměrných motorů. Pomocí H Bridge můžeme spustit stejnosměrný motor ve směru nebo proti směru hodinových ručiček.

Krok 1: Požadovaný hardware

Byly použity následující komponenty:

1. x1 7805 regulátor napětí

2. x2 2N2907 PNP tranzistor (Q1, Q3)

3. x2 2N2222 NPN tranzistor (Q2, Q4)

4. Dioda x4 1N4004 (D1. D2, D3, D4)

5. x4 1K odpor (R1, R2, R3, R4)

6. x3 posuvný přepínač SPDT 255SB

7. x1 DC konektor (12V)

8. Konektor x2 2Pin

9. x1 DC motor

Krok 2: Papírové schéma

Obrázek ukazuje papírové schéma obvodu ovladače stejnosměrného motoru H-můstku. Výše uvedený obvod má nevýhodu. Měl jsem problém s diodou 1N5817, takže jsem použil 1N4004. Tranzistory Q1, Q2 a Q3, Q4 nezmění svůj stav, protože nejsou připojeny k uzemňovacímu bodu. Tyto problémy byly opraveny ve schématu zapojení pomocí softwaru Eagle.

Krok 3: Schéma zapojení a princip zapojení

Na obrázku je schéma zapojení H-bridge DC Motor Driver pomocí softwaru Eagle.

V tomto obvodu jsou všechny tranzistory zapojeny jako přepínače. NPN tranzistor (Q3 a Q4) bude ZAPNUTÝ, když mu dáme HIGH a tranzistor PNP (Q1 a Q2) bude ZAPNUTÝ, když mu dáme LOW. Takže když (A = LOW, B = HIGH, C = LOW, D = HIGH), tranzistory Q1 a Q4 budou ZAPNUTY a Q2 a Q3 budou VYPNUTY, takže se motor otáčí ve směru hodinových ručiček. Podobně když (A = HIGH, B = LOW, C = HIGH, D = LOW) budou tranzistory Q2 & Q3 ZAPNUTY a tranzistor Q1 & Q4 bude VYPNUT, motor se proto otáčí proti směru hodinových ručiček.

1N4004 (D1 ~ D4) se používá jako volnoběžná dioda, protože je to rychle spínací dioda. Vyhýbá se problémům způsobeným záporným napětím vytvářeným zadní stranou stejnosměrného motoru. Rezistory R1 - R4 se používají k omezení vstupního proudu tranzistorů a jsou navrženy tak, že tranzistor bude fungovat jako spínač. Jsou použity 3 posuvné přepínače (S1, S2 a S3). S1 se používá pro funkci ON & OFF motoru. S2 a S3 se používají pro otáčení motoru ve směru a proti směru hodinových ručiček.

Krok 4: Návrh DPS

Obrázek ukazuje návrh obvodové desky H-můstku stejnosměrného motoru pomocí softwaru Eagle.

Níže jsou uvedeny úvahy o parametrech pro návrh DPS:

1. Tloušťka šířky stopy je minimálně 8 mil.

2. Mezera mezi rovinnou mědí a stopou mědi je minimálně 8 mil.

3. Mezera mezi stopou ke stopování je minimálně 8 mil.

4. Minimální velikost vrtáku je 0,4 mm

5. Všechny stopy, které mají aktuální cestu, vyžadují silnější stopy

Krok 5: Nahrání Gerbera na LionCircuits

PCB je třeba vyrobit. Objednal jsem si PCB od LionCircuits. Stačí nahrát soubory Gerber online na jejich platformu a zadat objednávku.

Na výše uvedeném obrázku můžete vidět návrh DPS po nahrání na platformu LionCircuits.

Krok 6: Vyrobená deska

Po testování v simulaci můžeme nakreslit schéma DPS libovolným programem, který chcete.

Zde jsem připojil svůj vlastní design a soubory Gerber.

Krok 7: Deska sestavená z komponentů

Obrázek ukazuje, že součásti jsou sestaveny na desce.

Když jsem pracoval s touto deskou, vstupní odpor s hodnotou 1k způsoboval problém při otáčení motoru, takže jsem zkratoval všechny 1k odpory, pak jeho práce.

Krok 8: VÝSTUP

Krok 9: Učení

Tento obvod jsem nejdřív neudělal na prkénku, proto jsem se potýkal se spoustou problémů při výrobě desky. V mém dalším návrhu nejprve udělám obvod v prkénku, poté přejdu na výrobní desku a doporučuji vám udělat to samé.