Jak vyrobit H-můstek: 15 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

H-můstek je typ obvodu, který můžete použít k získání reverzibilního stejnosměrného motoru ve směru i proti směru hodinových ručiček.

Jinými slovy, tento obvod vám umožňuje rychle obrátit směr otáčení motoru pomocí spínače nebo čipu ovladače ke změně jeho směru.

Ukážu vám, jak vytvořit nejjednodušší a nejspolehlivější formu H-můstku, kterou vím, jak vyrobit. Musím vás varovat, že to v žádném případě není nejlepší návrh H-můstku a ve skutečnosti má několik nedostatků, které vysvětlím později.

I když jste nikdy předtím nevytvořili H-můstek nebo prostě potřebujete obvod, který může obrátit směr otáčení motoru, pak je tento obvod rychlým a snadným řešením.

Poznámka:

Tento H-Bridge není dobrý. Můžete vytvořit mnohem lepší jednoduché H-můstky a já to udržuji pro archivní účely. Podívejte se na tento Skitter Bot Instructable, kde se dozvíte, jak si to usnadnit.

Krok 1: Jděte pro věci

Zde je to, co potřebujete získat:

4 - SPST 5VDC reléová relé 1 - SPDT 5VDC reléová relé 1 - balíček 9V bateriových spon 1 - 9V baterie 1 - Přepínač nebo posuvný spínač (SPST) 1 - 7805 Regulátor napětí 1 - Deska PC 1 - DC motor

Upozorňujeme, že některé odkazy na této stránce obsahují odkazy na pobočky společnosti Amazon. To nemění cenu žádného z položek na prodej. Pokud však kliknete na některý z těchto odkazů a něco koupíte, vydělávám malou provizi. Tyto peníze reinvestuji do materiálů a nástrojů pro budoucí projekty. Pokud byste chtěli alternativní návrh na dodavatele jakékoli části, dejte mi prosím vědět.

Krok 2: Pravda o H-můstcích

H-můstek je řada čtyř ovladatelných spínačů, ve kterých jsou dvě sady dvou spínačů.

Jedna sada spínačů v zavřeném stavu umožňuje tok elektřiny jedním směrem. Druhá sada spínačů umožňuje tok elektřiny v opačném směru.

Další důležitou charakteristikou H-můstku je, že obvykle může použít menší napětí (například 5VDC z mikrořadiče) k ovládání mnohem většího napětí (12VDC slouží k napájení motoru). Tyto dva oddělené zdroje napětí jsou navzájem izolovány.

H-můstky lze vyrobit buď se 4 relé nebo 4 tranzistory.

Nejlepší typ H-můstku je vyroben s tranzistory, protože je lze snadno použít k řízení otáček motoru (pomocí menšího napětí modulovat mnohem větší napětí motoru). H-můstek vyrobený pomocí relé (jako ten, který vyrábíme) nelze snadno použít ke změně otáček motoru (pokud samozřejmě není napětí motoru napájeno ze zdroje, který lze modulovat … tj. H-můstek sám nemůže modulovat zdroj energie na vypnutí motoru. Výkon musí být snížen, aby se motor zpomalil, než projde mostem H).

Krok 3: Jak to funguje

H-můstek, který vyrábíme, používá relé.

To pro vás znamená, že se motor bude točit tak rychle, jak to jen jde, v jednom směru, a pak při couvání točí tak rychle, jak to jde v druhém směru. Jediná věc, která zpomalí otáčení motoru, je, pokud máte ovladač, který může modulovat napájecí signál 9VDC PŘED vstupem do H-můstku.

Když jsou cívky na „Relé 1“a „Relé 4“vytaženy vysoko (protéká jimi elektřina), pak se motor roztočí dopředu (viz „Obrázek 1“).

Když jsou cívky na „Relé 2“a „Relé 3“vytaženy vysoko (protéká jimi elektřina), pak se motor roztočí dozadu (viz „Obrázek 2“).

Když jsou cívky na „relé 1“a „relé 2“vytaženy vysoko (protéká jimi elektřina), motor se přestane točit (viz „Obrázek 3“).

Když jsou cívky na „Relé 3“a „Relé 4“vytaženy vysoko (protéká jimi elektřina), motor se přestane točit (viz „Obrázek 4“).

********VAROVÁNÍ***********

Chcete se VYHNOUT:

„Relé 1“a „Relé 3“jsou vytaženy vysoko. Jedná se o zkrat, protože elektřina prochází bez zatížení. Budou se dít špatné věci! (viz „Obrázek 5“)

„Relé 2“a „Relé 4“jsou vytaženy vysoko. Jedná se o zkrat, protože elektřina prochází bez zatížení. Budou se dít špatné věci! (představte si „obrázek 6“)

Najednou jsou vytažena více než 2 relé. Budou se dít špatné věci.

Krok 4: O našem obvodu

Náš obvod obsahuje H-můstek vyrobený ze 4 relé SPST (jednopólový jednoházkový) a 1 dalšího relé SPDT (jednopólový dvojitý hod), které bude použito k přepínání mezi 2 sadami 2 relé. Dobře…. tak to funguje … Napájení z baterie jde do regulátoru napětí 7805, kde je převedeno na 5V. Napájení z baterie bude také na "relé 1" a "relé 2", kde jde do motoru (ale předbíháme se). Napájení 5 V jde do cívky relé SPDT a je také procházející relé SPDT. Takže když je spínač sepnutý, 5V protéká cívkou relé SPDT a 5V je také vedeno přes relé SPDT na cívky „relé 1“a „relé 4“, což je nutí zavřít. To umožňuje 9V protékat „relé 1“a „relé 4“způsobem, ve kterém se motor může otáčet ve směru hodinových ručiček. Jinými slovy, když zavřeme spínač připojený k cívce na relé SPDT, spustíme můstek H, aby se motor mohl otáčet ve směru hodinových ručiček. Pokud tedy chceme, aby se motor točil proti směru hodinových ručiček, vše, co potřebujeme stačí přepnout přepínač v opačném směru. Tím se změní cesta, po které prochází elektřina přes relé SPDT, a následně sepne „relé 2“a „relé 3“(a v rozšířeném stavu otevře „relé 1“a „relé 4“).

Krok 5: Spusťte pájení

Připájejte 4 relé SPST k desce plošných spojů co nejblíže k sobě (viz sekundární obrázek). Pokud nevíte, jak pájet, naučte se pájet. Dále připájejte relé SPDT (krabicová věc) k desce co nejblíže relé SPST (viz sekundární obrázek) Nakonec v registrech na zcela levé nebo pravé straně desky připájejte 5V regulátor 7805 (viz sekundární obrázek). Nyní byste měli mít všechny vaše hlavní komponenty připojené k desce (viz hlavní obrázek).

Krok 6: Pájejte některé dráty

Nyní budete chtít připojit kabely k vašim komponentám tak, aby byly ve skutečnosti zapojeny dohromady a mohly dělat věci.

Nejprve připájejte černý vodič na jednu stranu cívky na každém relé SPST. Vyberte si místo na desce plošných spojů, kde je alespoň 8 prázdných slotů, které nejsou připojeny k žádné z komponent, a poté spojte všechny 4 vodiče dohromady na spodní straně desky.

Krok 7: Pájejte některé další dráty

Poté musíte ke každému z výstupních kolíků relé SPDT připojit dva vodiče. Zvažte každý z těchto dvou vodičů patřících do stejné sady vodičů. Připojte jednu sadu vodičů k cívkám na dvou nejbližších relé. Připojte druhou sadu vodičů k cívkám na dvou nejvzdálenějších relé (vysvětlení viz poznámky k obrázku).

Krok 8: Pájejte ještě více drátů

Připojte střední kolík prvního relé ke vstupu 9 V na regulátoru napětí. Připojte střední kolík druhého relé k zemi (místo se všemi černými vodiči spojenými dohromady). Připojte střední kolík třetího relé ke vstupu 9 V na regulátoru napětí. Připojte střední kolík čtvrtého relé k zemi (místo se všemi černými vodiči spojenými dohromady).

Pro vysvětlení viz obrázky níže.

Krok 9: Kdo by měl, i když by bylo tolik drátů?

Druhý konec jednoho z těchto vodičů připojte ke vstupnímu kolíku relé SPDT. Druhý vodič připojte k cívce na relé SPDT.

A pak je tu otázka přepínače. Jeden vodič na spínači jde do cívky na relé SPDT a druhý vodič na spínači jde na zem.

Nyní by také bylo vhodné připojit černý vodič mezi zem a střední kolík na regulátoru napětí.

Krok 10: Připojte Plug You Sexy Beast

Budete chtít mít možnost zapnout H-můstek, že? A bez ohledu na to, jak sexy si můžete myslet, že jste, jediný způsob, jak to zapnout, je elektřina.

Připojte tedy červený vodič 9V zástrčky ke vstupu 9V na regulátoru napětí. A pak připojte černý vodič ke všem ostatním zemnicím vodičům na desce.

Krok 11: Za pár drátů více

Připojte 5 vodič k pinům na straně reléových relé SPST, ke kterým v současné době nejsou připojeny žádné dráty.

Pokud je na středním kolíku na jedné straně trubice, která má aktuálně vodiče, červený +9V vodič, připojte také červený vodič na stranu, ke které právě připojujete vodiče. Pokud je na straně všech vodičů černý vodič, připojte na tuto stranu černý vodič.

Krok 12: Vyčištění

Odřízněte veškerý další drát na spodní straně desky.

Ořízněte co nejblíže k desce, aniž byste přerušili všechna spojení.

To zabrání křížení kabelů později.

Krok 13: Testování… Testování… 1… 2… 3…

Nyní je čas zjistit, zda to funguje. Přemýšlejte o červeném a černém drátu nejblíže k jednomu okraji desky jako o jedné sadě. Myslete na vzdálenější červený a černý drát jako na další sadu. Na obrázku níže jsem stočil dva vodiče každé sady dohromady. Když je H-můstek aktivován relé SPDT, buď jedna sada nebo druhá sada v daném okamžiku bude proudit skrz ni. Pokud tedy ke každé sadě jsme měli připojit LED v sérii s odporem 220 ohmů, když zapojíme baterii a stiskneme spínač, rozsvítí se buď jedna LED nebo druhá (viz obrázky níže).

Odstraňování problémů Pokud váš H-bridge takto nefunguje, ujistěte se, že: 1. Používáte správnou „sadu“vodičů2. Všechny vaše vodiče jsou vedeny správně (viz obrázek níže) 3. Provedli jste všechna vhodná pájená spojení a nechybí vám žádné dráty4. Nemáte žádné zkřížené vodiče (Regulátor napětí bude s největší pravděpodobností nesnesitelně horký, pokud to uděláte. Měli byste také vidět, kde je křížen… obvykle.) 5. Vaše relé fungují (můžete zkontrolovat přemostěním kladného konce cívky přímo ke zdroji napájení 5 V. Když to uděláte, měli byste slyšet malé cvaknutí) 6. Vaše baterie není vybitá (Rychle se dotkněte LED diody a zkontrolujte, zda se rozsvítí) 7. Vaše LED dioda není mrtvá (zkuste jinou LED) 8. Vaše LED nesvítí dozadu a nebrání toku elektřiny (zkuste ji otočit). Bohové elektroniky se na vás nezlobí.

Krok 14: Připojení motoru

Tady to začíná být trochu složité.

Protože chceme, aby elektřina proudila motorem jak dopředu, tak dozadu, budeme chtít připojit jednu sadu vodičů k motoru se správnou polaritou a druhou sadu vodičů k motoru s obrácenou polaritou.

Jinými slovy, černá z jedné sady se spáruje s červenou z jiné sady a poté se připojí k červenému vodiči na motoru. A červená z jedné sady se spáruje s černou z druhé sady a připojí se k černému vodiči na motoru.

Nebo se chcete jen podívat, co se děje, podívejte se pozorně na obrázek. Mělo by to smysl.

Krok 15: Vylepšete svého Artbota

Kromě toho, že ho používáte pro spoustu praktických aplikací, můžete nyní také použít svůj H-můstek k tomu, aby se váš fantazijně-kreslící robot pohyboval dvěma směry.

Sledujte záda Jackson Pollack! Budeme čerpat z vašeho hrobu!

Přišlo vám to užitečné, zábavné nebo zábavné? Sledujte @madeineuphoria a podívejte se na mé nejnovější projekty.