MOSET ŘÍZENÝ MOTOROVÝ ŘIDIČ: 5 kroků

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

MOTOROVÉ ŘIDIČE

• Ovladače motorů jsou nepostradatelnou součástí světa robotiky, protože většina robotů vyžaduje, aby motory fungovaly a aby motory poháněly efektivně, do hry vstupují ovladače motorů.
• Jsou malým proudovým zesilovačem; funkcí řidičů motorů je převzít řídicí signál nízkého proudu a poté jej převést na signál s vyšším proudem, který může pohánět motor.
• Řídicí signál nízkého proudu pochází z mikrokontroléru (v mém případě Arduino Uno), který může poskytovat výstup v rozsahu 0-5V při maximu 40mA, který je pak zpracován ovladačem motoru, aby poskytl vyšší proudový výstup, tj. 12-24V při 2- 4A.
• Řidiči motorů mají obvykle dvě části

1. Obvod tlumočníka PWM (Pulse Width Modulation) pro řízení rychlosti motoru v souladu s měnícím se vstupním PWM z ovladače motoru.
2. Obvod řízení směru pro ovládání směru motoru.

Krok 1: OBVOD Tlumočníka PWM

POŽADOVANÉ KOMPONENTY

1. MOSFET IRF250N
2. 10K OHM REZISTOR
3. 2A DIODA*2
4. BATERIE 12V

IRF 250N je MOSFET logické úrovně, který převádí vstup 0-5 V na bráně na odpovídající 0-Vmax (připojené baterie).

Rezistor 10K OHM je stahovací odpor, který udržuje logický signál blízko nuly, když není připojeno žádné jiné aktivní zařízení.

Diody se používají jako flyback dioda. Flybacková dioda (někdy nazývaná volnoběžná dioda) je dioda používaná k eliminaci zpětného toku, což je náhlý nárůst napětí pozorovaný přes indukční zátěž, když je jeho napájecí proud náhle snížen nebo přerušen.

POZNÁMKA- Protože se používá externí baterie, musí být společně uzemněna s mikrokontrolérem. To se provádí připojením záporného pólu baterie k GND mikrokontroléru.

Krok 2: OKRUH ŘÍZENÍ SMĚRU

POŽADOVANÉ KOMPONENTY

1. 8 PINOVÉ RELÉ (58-12-2CE OEN)
2. MOSFET IRF250N
3. 10K OHM REZISTOR*3
4. 3 mm LED *2

MOSFET použitý v tomto obvodu je stejný jako předchozí obvod, tj. IRF250N, ale místo toho, abychom dávali PWM na bránu, dáváme pouze Analog High a Low, protože musíme pouze zapnout a vypnout relé.

Relé pracuje na 12V, ale Analog High přijímaný od Arduina je max. 5V, takže jsme zde použili MOSFET jako přepínač.

Použité relé (58-12-2CE OEN) je 8pinové.

• První 2 piny jsou budiče cívek, tj. Když jsou napájeny, přepínají konektivitu Common z Normally Connected (NC) na Normally Open (NO).
• Společný přijímá vstup pro jeho doručení na výstup (motor).
• NC je napájen ze společného, když cívka není napájena a NO je odpojeno.
• Když je cívka napájena, NE přijímá energii ze společného a NC se odpojí.

Přecházíme mezi NO a NC, což nám zajistí změnu polarity

Dvě LED diody jsou připojeny paralelně k výstupu spolu s odporem 10 K ohmů, obě v opačné polaritě. Budou fungovat jako oznamovatelé směru, protože budou svítit, když proud teče v jednom směru a Vice -Versa.

Krok 3: MIKROKONTROLÁTOR

Mikrokontrolér má k dodání 2 signály

1. PWM pro změnu rychlosti motoru.
2. Analogové High a Low pro změnu směru motoru.

KÓD JE UVEDEN V PŘÍLOHĚ

Výstup z PWM PIN 3 je připojen k obvodu brány tlumočníka PWM.

Výstup z PINu 11 je připojen k obvodu brány relé.

POZNÁMKA - Pokud oba obvody používají stejný zdroj energie, pak pouze jeden z nich vyžaduje společné uzemnění; pokud je použit 2 napájecí zdroj, pak musí být oba obvody uzemněny

VSTUP =

0 a 1 pro směr

0-255 pro rychlost; 0 do zastavení a 255 do maximální rychlosti.

FORMÁT =

prostor

Např. = 1 255

0 50

JE DŮLEŽITÉ UPOZORNĚNÍ, ŽE OKRUH PWM TLUMIČE JE SAMOSTATNÝ, POKUD JE UŽIVATEL JEN OCHOTNÝ ZMĚNIT RYCHLOST MOTORU NEBO ZAPNOUT A VYPNOUT BEZ ZMĚNY SVÉHO SMĚRU

Krok 4: INTEGRACE SYSTÉMU

Po vytvoření všech součástí ovladače motoru je čas integrovat všechny tři z nich, tj. PWM tlumočník, reléový obvod s mikrokontrolérem.

• Výstup tlumočníka PWM je připojen ke společnému relé.
• Oba obvody jsou připojeny k baterii pomocí PowerBoard. PowerBoard je bezpečnostní obvod skládající se z kondenzátoru (slouží k filtrování vstupu), diody (ke kontrole polarity baterie) a pojistky (k omezení proudu) k ochraně obvodu v extrémních podmínkách.

PowerBoard není potřeba, když je motor bez zátěže, ale když používáte ovladač motoru v robotu, doporučujeme jej použít.

• Připojte bránu na obvodu tlumočníka PWM k pwm pinu 3
• Připojte obvod brány relé na pin 11.

Krok 5: ROZVOJ

• Zpočátku jsem pomocí tranzistoru přepínal relé, ale nebyl schopen zvládnout proud, který jím protéká, takže jsem musel přepnout na MOSFET.
• Použil jsem kondenzátor mezi zdrojem a bránou MOSFETu, abych zajistil, že mezi nimi nebude proudit, ale později jsem zjistil, že to není potřeba.