บอร์ดควบคุมมอเตอร์ที่ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

โครงการที่นำเสนอคือแผงวงจรควบคุมมอเตอร์แบบสเต็ปเปอร์ / มอเตอร์พร้อม IC ไดรเวอร์มอเตอร์ SN754410 รวมถึงคุณสมบัติการประหยัดพลังงานบางอย่าง บอร์ดสามารถขับเคลื่อนมอเตอร์กระแสตรง 2 ตัวหรือสเต็ปเปอร์มอเตอร์โดยใช้วงจรบริดจ์คู่ H ในไอซี SN754410 IC มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการขับเคลื่อนมอเตอร์เนื่องจากทำงานในช่วงแรงดันไฟฟ้ากว้างและสามารถขับกระแสไฟได้ถึง 1A ต่อช่องสัญญาณ

สิ่งเพิ่มเติมที่นี่คือวงจรสวิตชิ่งกำลังที่จะตัดกระแสไฟไปยัง IC ซึ่งสามารถประหยัดพลังงานได้ดีกว่าโหมดสลีปปกติ ต้องการสัญญาณภายนอกจากคอนโทรลเลอร์เพื่อเปิดไฟไปยังวงจรไดรเวอร์ วงจรสวิตชิ่งถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ ทรานซิสเตอร์ NPN สองตัวและ MOSFET ช่องสัญญาณ P ซึ่งจะทำให้กระแสไฟไหลเฉพาะเมื่อเราใช้พัลส์กับวงจรเท่านั้น

การใช้วงจรสวิตชิ่ง การสิ้นเปลืองพลังงานของวงจรขับมอเตอร์ไม่เป็นอะไรเลย และด้วยการใช้พัลส์สูงกับวงจรสวิตชิ่ง เราจึงสามารถใช้บอร์ดนี้ได้ตามปกติ นอกจากนี้ IC ยังสามารถขับเคลื่อนโหลดอื่นๆ เช่น รีเลย์หรือโซลินอยด์ ดังนั้น ด้วยวงจรสวิตชิ่งพลังงานเพิ่มเติม บอร์ดจึงสามารถเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์มากสำหรับผู้ผลิต

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบที่ใช้

1. SN754410 IC/L293D IC

2. ขั้วต่อ 2 X 4 ขา

3. ขั้วต่อ 3 ขา

4. ขั้วต่อสกรู 2 พิน

5. ช่อง P MOSFET

6. 2 X NPN ทรานซิสเตอร์

7. ตัวต้านทาน 2 X 100k

8. ตัวต้านทาน 1k

9. ตัวต้านทาน 220k

10. 1N4148 ไดโอด

11. 2 X 0.1uF ตัวเก็บประจุ

ขั้นตอนที่ 2: บทนำ

วงจรขับมอเตอร์ทำหน้าที่เป็นส่วนต่อประสานระหว่างมอเตอร์กับตัวควบคุม วงจรใช้สัญญาณกระแสไฟต่ำที่ใช้โดยคอนโทรลเลอร์และเปลี่ยนเป็นสัญญาณกระแสไฟที่สูงขึ้นซึ่งสามารถขับมอเตอร์ได้ วงจรขับมอเตอร์ประกอบด้วย IC หรือ JFET แบบแยกซึ่งสามารถรองรับพลังงานสูงได้ ไอซีตัวขับมอเตอร์คือไอซีแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบันและทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างคอนโทรลเลอร์กับมอเตอร์ IC ไดรเวอร์ประกอบด้วยวงจรที่ช่วยให้เราเชื่อมต่อระหว่าง H-bridge (ซึ่งควบคุมมอเตอร์จริง ๆ) และสัญญาณที่บอก H-bridge ถึงวิธีการควบคุมมอเตอร์ อย่างไรก็ตาม ชิปที่ต่างกันมีอินเทอร์เฟซที่แตกต่างกัน

ในโครงการนี้ เราจะใช้หนึ่งในไดรเวอร์มอเตอร์ที่เป็นที่รู้จักมากที่สุด IC L293D

ขั้นตอนที่ 3: วงจรสวิตช์ไฟ

วงจรนี้จะตัดกระแสไฟไปยังไอซีจนกว่าจะได้รับสัญญาณสูงจากภายนอก ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้วงจรนี้ในโครงการ เช่น PIR Motion Detector กับ Arduino วงจรนี้จะจ่ายไฟให้กับ Arduino เมื่อเซนเซอร์ตรวจพบบางสิ่งและในทางเทคนิคแล้วจะบอกว่าเซนเซอร์ส่งพัลส์สูง ที่นี่เราใช้วงจรนี้ในบอร์ดควบคุมมอเตอร์ของเราซึ่งจะไม่ยอมให้พลังงานไหลไปยัง IC จนกว่าจะมีการใช้พัลส์สูงที่พินทริกเกอร์เพื่อประหยัดพลังงานส่วนใหญ่จากภายนอกในขณะที่ไม่จำเป็นต้องใช้ไดรเวอร์

วงจรนี้สร้างขึ้นจาก P channel MOSFET และทรานซิสเตอร์ NPN สองสามตัว เมื่อใช้พัลส์สูงกับวงจร ทรานซิสเตอร์ T1 จะทำงานและมีกำลังไปถึงฐานของทรานซิสเตอร์ T2 ดังนั้น Gate pin ของ MOSFET จึงถูกดึงให้ต่ำ และทำให้กระแสไหลผ่าน MOSFET และบอร์ดได้รับพลังงาน

ขั้นตอนที่ 4: วงจรขับมอเตอร์

วงจรขับมอเตอร์ของเราสามารถสร้างขึ้นโดยใช้ไอซี L293D หรือ SN754410 L293D เป็นไดรเวอร์ H-drive ครึ่งตัวกระแสสูงสี่เท่า ให้กระแสสองทิศทางสูงถึง 600 mA ที่แรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 4.5V - 36V IC ประกอบด้วยสะพาน H สองตัว โดยสามารถขับเคลื่อนมอเตอร์ DC 2 ตัวหรือสเต็ปเปอร์มอเตอร์พร้อมกับโซลินอยด์ รีเลย์ และโหลดอุปนัยอื่นๆ อย่างไรก็ตาม SN754410 เป็นพินที่ดีกว่าการแทนที่ L293D IC ให้กระแสแบบสองทิศทางสูงถึง 1A ที่ช่วงแรงดันเดียวกันกับ L293D นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยบางอย่าง เช่น การปิดอัตโนมัติเมื่อมีความร้อนสูงเกินไป การป้องกันกระแสเกิน ฯลฯ

วงจรนั้นง่ายมาก เราแค่ต้องทำตามพินไดอะแกรมของไอซี โดยทั่วไปมีการเชื่อมต่อพินที่เปิดใช้งานสองพินของ IC และพิน 5V Vcc เพื่อให้เอาต์พุตเปิดใช้งานตลอดเวลา เราจำเป็นต้องเชื่อมต่อเอาต์พุตของวงจรสวิตชิ่งที่มีเครื่องหมาย A ในไดอะแกรมกับพิน Vcc ของ IC นอกจากนี้ ควรใช้ตัวเก็บประจุขนาด 0.1uF ที่จุดต่อมอเตอร์เพื่อหยุดไฟกระชากที่แผ่ออกมา

จากนั้นเราจะใช้ตัวเชื่อมต่อเพื่อให้เราสามารถเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟและมอเตอร์ได้อย่างง่ายดาย มอเตอร์ Vcc เชื่อมต่อผ่านขั้วสกรู 2 ขาที่แตกต่างกัน 5V, GND และทริกเกอร์จะต้องใช้งานภายนอกและสำหรับพวกเขาจะใช้ตัวเชื่อมต่อ 3 พิน จากนั้นสำหรับอินพุตและเอาต์พุตของมอเตอร์และสัญญาณ เราจะใช้ขั้วต่อ 4 พินสองตัว

ขั้นตอนที่ 5: เสร็จแล้ว

หลังจากบัดกรีส่วนประกอบและคอนเนคเตอร์ทั้งหมด เราได้สร้างบอร์ดควบคุมมอเตอร์ที่ประหยัดพลังงานและใช้งานง่ายมาก ตอนนี้คุณสามารถปิดไดรเวอร์เมื่อไม่ได้ใช้งาน และเมื่อคุณต้องการให้มันทำงาน ให้ใช้พัลส์สูงจาก Arduino ของคุณเพื่อทริกเกอร์พินหรือคอนโทรลเลอร์อื่น ๆ และพร้อมใช้งาน

ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับคำแนะนำ

ขอบคุณที่อ่าน!