Mostek H na desce do krojenia chleba: 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:34

Mostek H to obwód, który może napędzać silnik do przodu i do tyłu. Może to być bardzo prosty obwód, który wymaga tylko kilku elementów do zbudowania. Ten Instruktaż pokazuje, jak umieścić na płytce prototypową podstawowy mostek H. Po zakończeniu powinieneś zapoznać się z podstawową obsługą mostka H i być gotowym do przejścia do bardziej skomplikowanych wersji, które mogą obsługiwać większe, mocniejsze silniki.

Krok 1: Zbieranie części

Potrzebna jest tylko garstka części.1) Deska do krojenia chleba2) Mały silnik prądu stałego o napięciu ~7 V3) 9-woltowy akumulator i zatrzask akumulatora4) Cztery małosygnałowe tranzystory NPN. Używamy tutaj 2N2222A. 2N3904 to kolejny wspólny numer części i zrobią to tysiące innych.5) Cztery rezystory 22k ohm6) Dwa przełączniki przyciskowe7) Zworki lub zapasowy przewód do podłączenia wszystkiego

Krok 2: Teoria mostka H

Mostek H to obwód, który może napędzać silnik prądu stałego do przodu i do tyłu. Kierunek silnika zmienia się poprzez zmianę biegunowości napięcia w celu obrócenia silnika w jedną lub drugą stronę. Można to łatwo zademonstrować, przykładając baterię 9 V do przewodów małego silnika, a następnie przełączając zaciski, aby zmienić kierunek. Swoją nazwę mostka H nadano na podstawie podstawowego obwodu, który demonstruje jego działanie. Obwód składa się z czterech przełączników, które w parach uzupełniają obwód. Gdy przełączniki S1 i S4 są zamknięte, silnik uzyskuje moc i obraca się. Gdy S2 i S3 są zamknięte, silnik uzyskuje moc i obraca się w przeciwnym kierunku. Zwróć uwagę, że S1 i S2 lub S3 i S4 nigdy nie powinny być zamknięte razem, aby uniknąć zwarcia. Oczywiście fizyczne przełączniki są niepraktyczne, ponieważ nikt nie siedzi tam, przekręcając przełączniki parami, aby robot poruszał się do przodu lub do tyłu. W tym miejscu wkraczają tranzystory. Tranzystor działa jak przełącznik półprzewodnikowy, który zamyka się, gdy do jego bazy zostanie przyłożony niewielki prąd. Ponieważ do aktywacji tranzystora potrzebny jest tylko niewielki prąd, jesteśmy w stanie wypełnić połowę obwodu jednym sygnałem. To wystarczająca teoria, aby zacząć, więc zacznijmy budować.

Krok 3: Zasilanie mostka H

Zaczniemy od rozłożenia linii energetycznych. Podłącz zatrzask baterii do jednego rogu szyny zasilającej. Konwencja polega na podłączeniu dodatniego napięcia do górnego rzędu i ujemnego do dolnego, aby odpowiednio oznaczyć sygnały HIGH i LOW. Następnie łączymy górny i dolny zestaw szyn zasilających.

Krok 4: Tranzystor jako przełącznik

Następnym krokiem jest ustawienie tranzystorów. Przypomnij sobie w części teoretycznej, że potrzebujemy czterech przełączników do zbudowania mostka H, więc użyjemy tutaj wszystkich czterech tranzystorów. Ograniczamy się również do układu płytki stykowej, aby rzeczywisty obwód nie przypominał litery H. Rzućmy okiem na tranzystor, aby zrozumieć przepływ prądu. Na każdym tranzystorze znajdują się trzy nogi, znane jako kolektor, baza i emiter. Nie wszystkie tranzystory mają tę samą kolejność, więc należy zapoznać się z arkuszem danych, jeśli nie używasz jednego z numerów części wymienionych w kroku pierwszym. Gdy do podstawy zostanie doprowadzony mały prąd, inny większy prąd może płynąć z kolektora do emiter. To ważne, więc powiem to jeszcze raz. Tranzystor pozwala małym prądem kontrolować większy prąd. W takim przypadku emiter powinien być zawsze podłączony do masy. Zwróć uwagę, że przepływ prądu jest reprezentowany przez małą strzałkę na poniższym rysunku.

Krok 5: Przełączanie polaryzacji

Teraz ustawimy tranzystory w dolnej połowie płytki stykowej, zmieniając orientację dla każdego innego tranzystora. Każda para sąsiednich tranzystorów będzie służyć jako połowa mostka H. Pośrodku należy zostawić odpowiednią przestrzeń, aby zmieścić kilka zworek i ewentualnie wyprowadzenia silnika. Następnie podłączymy kolektor i emiter tranzystorów odpowiednio do dodatniej i ujemnej szyny zasilającej. Na koniec dodamy zworki, które połączą się z przewodami silnika. Tranzystory są teraz gotowe do przepuszczania prądu, gdy baza jest aktywowana.

Krok 6: Zastosowanie sygnału

Do każdego z tranzystorów w parach musimy przyłożyć niewielki prąd. Najpierw musimy podłączyć rezystor do bazy każdego tranzystora. Następnie podłączymy każdy zestaw rezystorów do wspólnego punktu, przygotowując się do podłączenia przełącznika. Następnie dodamy dwa przełączniki, które również łączą się z szyną dodatnią. Te przełączniki aktywują jednocześnie połowę mostka H. I na koniec podłączamy silnik. Otóż to. Podłącz baterię i przetestuj obwód. Silnik powinien obracać się w jednym kierunku po naciśnięciu jednego przycisku i w przeciwnym kierunku po naciśnięciu drugiego przycisku. Dwa przyciski nie powinny być aktywowane jednocześnie.

Krok 7: Uzyskanie wyraźnego obrazu

Oto schemat całego obwodu na wypadek, gdybyś chciał go zapisać w celach informacyjnych. Oryginalna grafika dzięki uprzejmości firmy Oomlout.

Krok 8: Więcej mocy dla Ya

Ok, więc masz nowy, błyszczący mostek H na płytce do krojenia chleba. Co teraz? Ważne jest, abyś rozumiał, jak działa podstawowy mostek H i że podstawowe elementy są takie same, bez względu na to, ile siły naciskasz. Oto kilka wskazówek, które pozwolą Ci pójść o krok dalej, aby obsługiwać większe silniki i większą moc. - Możesz użyć modulacji szerokości impulsu (PWM) zamiast dwóch przełączników, aby kontrolować prędkość silnika. Jest to łatwe, gdy masz do dyspozycji mikrokontroler i można to również bez większych problemów zrealizować za pomocą układu scalonego timera 555 lub 556 i kilku elementów pasywnych. - Kluczem do obsługi silników o większej mocy są tranzystory o większej mocy. Tranzystory średniej mocy i tranzystory MOSFET mocy w obudowach TO-220 mogą obsłużyć znacznie większą moc niż używane tutaj tranzystory TO-92 o małej mocy. Odpowiednie radiatory również zwiększą pojemność. - Większość mostków H jest zbudowanych z tranzystorów NPN i PNP w celu zapobiegania zwarciom i optymalizacji przepływu prądu. Użyliśmy tutaj tylko NPN, aby uprościć obwód. - Diody Flyback są zwykle używane w mostkach H o większej mocy, aby chronić resztę obwodu przed niebezpiecznymi napięciami wytwarzanymi przez cewki silnika po odłączeniu zasilania. Diody te są nakładane na tranzystor zgodnie z kierunkiem przepływu prądu i są odporne na szkodliwe napięcia wsteczne EMF. - TIP 102 i TIP 107 to para komplementarnych tranzystorów mocy, które mają wbudowane diody flyback. TIP 122/127 i 142/147 to podobne pary tranzystorów mocy. To powinno wystarczyć, aby skierować Cię we właściwym kierunku, jeśli chcesz dalej działać.