DC Motor Driving Using H Bridge: 9 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Γεια σας παιδιά!

Σε αυτό το διδακτικό, θα σας δείξω πώς να φτιάξετε μια γέφυρα Η - ένα απλό ηλεκτρονικό κύκλωμα που μας επιτρέπει να εφαρμόζουμε τάση στο φορτίο προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Συνήθως χρησιμοποιείται στην εφαρμογή ρομποτικής για τον έλεγχο της DC Motors. Χρησιμοποιώντας το H Bridge μπορούμε να τρέξουμε το DC Motor σε δεξιόστροφη ή αριστερόστροφη κατεύθυνση.

Βήμα 1: Απαιτούμενο υλικό

Έχουν χρησιμοποιηθεί τα ακόλουθα συστατικά:

1. ρυθμιστής τάσης x1 7805

2. Τρανζίστορ x2 2N2907 PNP (Q1, Q3)

3. Τρανζίστορ x2 2N2222 NPN (Q2, Q4)

4. Δίοδος x4 1N4004 (D1. D2, D3, D4)

5. Αντίσταση x4 1K (R1, R2, R3, R4)

6. συρόμενο διακόπτη x3 255SB SPDT

7. x1 DC Jack (12V)

8. x2 2Pin Connector

9. x1 Κινητήρας DC

Βήμα 2: Σχηματικό χαρτί

Η εικόνα δείχνει ένα σχηματικό χαρτί του κυκλώματος οδηγού μοτέρ H-Bridge DC. Το παραπάνω κύκλωμα έχει ένα μειονέκτημα. Αντιμετώπιζα ένα πρόβλημα με τη δίοδο 1N5817, οπότε χρησιμοποίησα το 1N4004. Τα τρανζίστορ Q1, Q2 & Q3, Q4 δεν θα αλλάξουν την κατάστασή τους επειδή δεν είναι συνδεδεμένα με το σημείο γείωσης. Αυτά τα ζητήματα διορθώθηκαν στο σχηματικό κύκλωμα χρησιμοποιώντας το λογισμικό Eagle.

Βήμα 3: Σχήμα κυκλώματος & Αρχή εργασίας

Η εικόνα δείχνει ένα σχηματικό κύκλωμα του H-Bridge DC Motor Driver χρησιμοποιώντας το λογισμικό Eagle.

Σε αυτό το κύκλωμα, όλα τα τρανζίστορ είναι συνδεδεμένα ως διακόπτες. Ένα τρανζίστορ NPN (Q3 και Q4) θα είναι ON όταν του δίνουμε HIGH και ένα τρανζίστορ PNP (Q1 και Q2) θα είναι ON όταν του δίνουμε LOW. Έτσι όταν (A = LOW, B = HIGH, C = LOW, D = HIGH), τα τρανζίστορ Q1 & Q4 θα είναι ON και τα Q2 & Q3 θα είναι OFF, οπότε ο κινητήρας περιστρέφεται δεξιόστροφα. Ομοίως όταν (A = HIGH, B = LOW, C = HIGH, D = LOW), τα τρανζίστορ Q2 & Q3 θα είναι ON και το τρανζίστορ Q1 & Q4 θα είναι OFF, οπότε ο κινητήρας περιστρέφεται αριστερόστροφα.

Το 1N4004 (D1 ~ D4) χρησιμοποιείται ως δίοδος ελεύθερης κυκλοφορίας καθώς είναι μια δίοδος γρήγορης μεταγωγής. Αποφεύγει προβλήματα λόγω της αρνητικής τάσης που παράγεται από το πίσω emf του κινητήρα dc. Οι αντιστάσεις R1 - R4 χρησιμοποιούνται για τον περιορισμό του ρεύματος εισόδου των τρανζίστορ και έχουν σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε το τρανζίστορ να λειτουργεί ως διακόπτης. Χρησιμοποιούνται 3 συρόμενοι διακόπτες (S1, S2 & S3). Το S1 χρησιμοποιείται για τη λειτουργία ON & OFF του κινητήρα. Τα S2 & S3 χρησιμοποιούνται για περιστροφή δεξιόστροφα και αριστερόστροφα του κινητήρα.

Βήμα 4: Σχεδιασμός PCB

Η εικόνα δείχνει ένα κύκλωμα PCB Design του H-bridge DC Motor Driver χρησιμοποιώντας το λογισμικό Eagle.

Ακολουθούν οι παράμετροι που πρέπει να ληφθούν υπόψη για το σχεδιασμό PCB:

1. Το πάχος του πλάτους ίχνους είναι τουλάχιστον 8 mil.

2. Το χάσμα μεταξύ επιπέδου χαλκού και ίχνους χαλκού είναι τουλάχιστον 8 εκατ.

3. Το κενό μεταξύ ενός ίχνους προς ανίχνευση είναι τουλάχιστον 8 εκατομμύρια.

4. Το ελάχιστο μέγεθος τρυπανιού είναι 0,4 mm

5. Όλα τα κομμάτια που έχουν τρέχουσα διαδρομή χρειάζονται παχύτερα ίχνη

Βήμα 5: Μεταφόρτωση Gerber σε LionCircuits

Το PCB πρέπει να κατασκευαστεί. Παρήγγειλα το PCB μου από το LionCircuits. Απλώς πρέπει να ανεβάσετε τα αρχεία Gerber online στην πλατφόρμα τους και να κάνετε μια παραγγελία.

Στην παραπάνω εικόνα, μπορείτε να δείτε το σχέδιο του PCB μετά τη μεταφόρτωση στην πλατφόρμα LionCircuits.

Βήμα 6: Κατασκευασμένη σανίδα

Μετά τη δοκιμή στην προσομοίωση, μπορούμε να σχεδιάσουμε το PCB Schematic με οποιοδήποτε πρόγραμμα θέλετε.

Εδώ έχω επισυνάψει το δικό μου σχέδιο και αρχεία Gerber.

Βήμα 7: Συναρμολογημένος πίνακας στοιχείων

Η εικόνα δείχνει ότι τα εξαρτήματα συναρμολογούνται στον πίνακα.

Όταν δούλευα με αυτήν την πλακέτα, η αντίσταση εισόδου με την τιμή 1k δημιουργούσε πρόβλημα στην περιστροφή του κινητήρα, έτσι βραχυκύκλωσα όλες τις αντιστάσεις 1k, και στη συνέχεια η εργασία της.

Βήμα 8: ΕΞΟΔΟΣ

Βήμα 9: Μάθηση

Δεν έκανα αυτό το κύκλωμα πρώτα σε ένα breadboard γι 'αυτό αντιμετώπισα πολλά ζητήματα στον κατασκευασμένο πίνακα. Στο επόμενο σχέδιό μου, θα κάνω πρώτα το κύκλωμα στο breadboard, μετά από αυτό, θα περάσω στον πίνακα κατασκευής και σας συμβουλεύω να κάνετε το ίδιο.