H-Bridge na prkénku: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:25

H-Bridge je obvod, který může pohánět motor vpřed a vzad. Může to být velmi jednoduchý obvod, který ke stavbě vyžaduje jen hrstku komponent. This Instructable demonstrates how to breadboard a basic H-Bridge. Po dokončení byste měli být obeznámeni se základním ovládáním H-Bridge a být připraveni přejít na složitější verze, které mohou podporovat větší a výkonnější motory.

Krok 1: Shromáždění dílů

Potřebujete jen hrstku dílů.1) Deska na chléb Zde používáme 2N2222A. 2N3904 je další číslo společné části a tisíce dalších to udělají. 5) Čtyři 22k ohmové rezistory 6) Dva tlačítkové spínače 7) Propojky nebo náhradní drát pro připojení všeho

Krok 2: H-Bridge Theory

H-Bridge je obvod, který může pohánět stejnosměrný motor vpřed a vzad. Směr motoru se mění přepnutím polarity napětí, aby se motor otočil tak či onak. To lze snadno demonstrovat použitím 9voltové baterie na vývody malého motoru a následným přepnutím svorek pro změnu směru. H-Bridge je pojmenován podle základního obvodu, který ukazuje jeho provoz. Obvod se skládá ze čtyř spínačů, které doplňují obvod, když jsou použity ve dvojicích. Když jsou spínače S1 a S4 sepnuté, motor začne napájet a točí se. Když jsou S2 a S3 zavřené, motor získá energii a točí se opačným směrem. Všimněte si, že S1 a S2 nebo S3 a S4 by nikdy neměly být uzavřeny dohromady, aby se zabránilo zkratu. Fyzické spínače jsou zjevně nepraktické, protože tam nikdo nebude sedět a přepínat spínače ve dvojicích, aby se jejich robot pohyboval vpřed nebo vzad. To je místo, kde přicházejí tranzistory. Tranzistor funguje jako polovodičový spínač, který se zavře, když je na jeho základnu aplikován malý proud. Protože k aktivaci tranzistoru je zapotřebí pouze malý proud, jsme schopni dokončit jednu polovinu obvodu jediným signálem. To je dost teorie, abychom mohli začít, takže začněme stavět.

Krok 3: Napájení H-Bridge

Začneme vytyčením elektrického vedení. Připojte baterii k jednomu rohu napájecí sběrnice. Konvence je připojit kladné napětí k horní řadě a záporné k dolní řadě k označení signálů HIGH a LOW. Poté připojíme horní a dolní sadu energetických sběrnic.

Krok 4: Tranzistor jako přepínač

Dalším krokem je nastavení tranzistorů. V teoretické části připomeňme, že ke stavbě H-Bridge potřebujeme čtyři přepínače, takže zde použijeme všechny čtyři tranzistory. Jsme také omezeni na uspořádání prkénka, takže skutečný obvod nebude připomínat písmeno H. Podívejme se rychle na tranzistor, abychom pochopili tok proudu. Na každém tranzistoru jsou tři nohy známé jako kolektor, základna a emitor. Ne všechny tranzistory sdílejí stejné pořadí, takže pokud nepoužíváte jedno z čísel dílů uvedených v kroku 1, prostudujte si datový list. Když je na základnu aplikován malý proud, z kolektoru může protékat jiný větší proud vysílač. To je důležité, takže to řeknu znovu. Tranzistor umožňuje malým proudem ovládat větší proud. V tomto případě by měl být emitor vždy připojen k zemi. Všimněte si, že aktuální tok je na obrázku níže znázorněn malou šipkou.

Krok 5: Přepínání polarit

Nyní uspořádáme tranzistory ve spodní polovině prkénka a obrátíme orientaci pro každý druhý tranzistor. Každý pár sousedních tranzistorů bude sloužit jako jedna polovina H-můstku. Uprostřed musí být ponechán dostatečný prostor, aby se do něj vešly propojky a případně kabely motoru. Dále připojíme kolektor tranzistoru a emitor ke kladným a záporným napájecím sběrnicím. Nakonec přidáme propojky, které se připojí k vodičům motoru. Tranzistory jsou nyní připraveny procházet proudem, když je aktivována základna.

Krok 6: Použití signálu

Na každý z tranzistorů musíme v párech aplikovat malý proud. Nejprve musíme k základně každého tranzistoru připojit odpor. Dále připojíme každou sadu odporů ke společnému bodu v přípravě na připojení přepínače. Poté přidáme dva přepínače, které se také připojují k kladné sběrnici. Tyto spínače aktivují vždy polovinu H-Bridge. Nakonec připojíme motor. A je to. Připojte baterii a vyzkoušejte svůj obvod. Motor by se měl otáčet jedním směrem, když je stisknuto jedno tlačítko, a opačným směrem, když je stisknuto druhé tlačítko. Obě tlačítka by neměla být aktivována současně.

Krok 7: Získání jasného obrazu

Zde je schéma celého obvodu pro případ, že byste si jej chtěli uložit pro referenci. Původní grafika je s laskavým svolením Oomlout.

Krok 8: Více energie pro Ya

Dobře, takže máte nový lesklý H-Bridge na prkénku. Co teď? Důležité je, abyste pochopili, jak základní H-Bridge funguje, a to podstatné je stejné bez ohledu na to, jakou sílu tlačíte. Zde je několik tipů, jak to udělat ještě o krok dále, abyste podpořili větší motory a větší výkon. - K ovládání otáček motoru můžete místo dvou spínačů použít Pulse Width Modulation (PWM). To je snadné, když máte k dispozici mikrokontrolér, a lze toho také dosáhnout pomocí časovače IC 555 nebo 556 a několika pasivních bez přílišných potíží. - Klíčem k podpoře motorů s vyšším výkonem jsou tranzistory s vyšším výkonem. Tranzistory se středním výkonem a výkonové MOSFETy v pouzdrech TO-220 zvládnou podstatně větší výkon než tranzistory TO-92 s nízkým výkonem, které zde používáme. Správné chladiče také zvýší kapacitu. - Většina mostů H je postavena pomocí tranzistorů NPN i PNP, aby se zabránilo zkratům a optimalizoval tok proudu. Pro zjednodušení obvodu jsme zde použili pouze NPN. - Diody Flyback se obvykle používají v H-můstcích s vyšším výkonem k ochraně zbytku obvodu před nebezpečným napětím, které je generováno cívkami motoru, když je napájení odpojeno. Tyto diody jsou aplikovány přes tranzistor ve směru toku proudu a odolávají těmto škodlivým zpětným napětím EMF. - TIP 102 a TIP 107 jsou dvojice komplementárních výkonových tranzistorů, které mají vestavěné flyback diody. TIP 122/127 a 142/147 jsou podobné páry výkonových tranzistorů. To by mělo stačit na to, abyste se dostali správným směrem, pokud chcete pokračovat.