Jazda silnikiem prądu stałego za pomocą mostka H: 9 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Cześć chłopaki!

W tej instrukcji pokażę, jak zbudować mostek H - prosty obwód elektroniczny, który umożliwia nam przyłożenie napięcia do obciążenia w dowolnym kierunku. Jest powszechnie stosowany w aplikacjach robotyki do sterowania silnikami prądu stałego. Za pomocą mostka H możemy uruchomić silnik prądu stałego w kierunku zgodnym lub przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Krok 1: Wymagany sprzęt

Zastosowano następujące komponenty:

1. Regulator napięcia x1 7805

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

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

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

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

6. Przełącznik suwakowy x3 255SB SPDT

7. x1 gniazdo prądu stałego (12 V)

8. Złącze 2-stykowe x2

9. Silnik prądu stałego x1;

Krok 2: Schemat papieru

Obraz przedstawia schemat papierowy obwodu sterownika silnika prądu stałego mostka H. Powyższy obwód ma wadę. Miałem problem z diodą 1N5817, więc użyłem 1N4004. Tranzystory Q1, Q2 i Q3, Q4 nie zmienią swojego stanu, ponieważ nie są połączone z punktem masy. Te problemy zostały naprawione na schemacie obwodu za pomocą oprogramowania Eagle.

Krok 3: Schemat obwodu i zasada działania

Obraz przedstawia schemat obwodu sterownika H-bridge DC Motor Driver przy użyciu oprogramowania Eagle.

W tym obwodzie wszystkie tranzystory są okablowane jako przełączniki. Tranzystor NPN (Q3 i Q4) będzie WŁĄCZONY, gdy nadamy mu WYSOKI, a tranzystor PNP (Q1 i Q2) będzie WŁĄCZONY, gdy nadamy mu NISKI. Więc kiedy (A = NISKI, B = WYSOKI, C = NISKI, D = WYSOKI), tranzystory Q1 i Q4 będą WŁĄCZONE, a Q2 i Q3 będą WYŁĄCZONE, więc silnik obraca się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Podobnie, gdy (A = WYSOKI, B = NISKI, C = WYSOKI, D = NISKI), tranzystory Q2 i Q3 będą WŁĄCZONE, a tranzystory Q1 i Q4 będą WYŁĄCZONE, więc silnik obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

1N4004 (D1 ~ D4) jest używana jako dioda gasząca, ponieważ jest to dioda szybko przełączająca. Pozwala uniknąć problemów spowodowanych ujemnym napięciem wytwarzanym przez tylne emf silnika prądu stałego. Rezystory R1 – R4 służą do ograniczania prądu wejściowego tranzystorów i są zaprojektowane w taki sposób, aby tranzystor działał jako przełącznik. Zastosowano 3 przełączniki przesuwne (S1, S2 i S3). S1 służy do włączania i wyłączania silnika. S2 i S3 są używane do obracania silnika zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.

Krok 4: Projektowanie PCB

Zdjęcie przedstawia projekt obwodu PCB sterownika silnika prądu stałego z mostkiem H przy użyciu oprogramowania Eagle.

Poniżej przedstawiono rozważania dotyczące parametrów projektowania PCB:

1. Grubość śladu wynosi minimum 8 mil.

2. Odstęp między płaską miedzią a śladem miedzi wynosi minimum 8 mil.

3. Odstęp między śladem a śladem wynosi minimum 8 mil.

4. Minimalny rozmiar wiertła to 0,4 mm

5. Wszystkie ścieżki, które mają aktualną ścieżkę, wymagają grubszych śladów

Krok 5: Przesyłanie Gerbera do LionCircuits

PCB wymaga wyprodukowania. Zamówiłem swoją płytkę drukowaną w LionCircuits. Wystarczy przesłać pliki Gerber online na ich platformę i złożyć zamówienie.

Na powyższym obrazku możesz zobaczyć projekt PCB po wgraniu na platformę LionCircuits.

Krok 6: Płyta sfabrykowana

Po przetestowaniu w symulacji możemy narysować schemat PCB dowolnym programem.

Tutaj załączam własny projekt i pliki Gerber.

Krok 7: Płyta złożona z komponentów

Zdjęcie pokazuje, że komponenty są zmontowane na płycie.

Kiedy pracowałem z tą płytką rezystor wejściowy o wartości 1k stwarzał problem w obrotach silnika więc zwarłem wszystkie rezystory 1k, potem jego pracę.

Krok 8: WYJŚCIE

Krok 9: Nauka

Nie zrobiłem tego obwodu najpierw w płytce prototypowej, dlatego napotkałem wiele problemów w wyprodukowanej płytce. W moim następnym projekcie najpierw zrobię obwód w płytce stykowej, potem przejdę do płytki produkcyjnej i radzę zrobić to samo.