ขับมอเตอร์กระแสตรงโดยใช้สะพาน H: 9 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

สวัสดีทุกคน!

ในคำแนะนำนี้ ฉันจะแสดงวิธีสร้าง H Bridge - วงจรอิเล็กทรอนิกส์อย่างง่ายที่ช่วยให้เราใช้แรงดันไฟฟ้าเพื่อโหลดในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง มักใช้ในการประยุกต์ใช้หุ่นยนต์เพื่อควบคุมมอเตอร์กระแสตรง โดยใช้สะพาน H เราสามารถใช้มอเตอร์ DC ในทิศทางตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา

ขั้นตอนที่ 1: ฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น

มีการใช้ส่วนประกอบต่อไปนี้:

1.x1 7805 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า

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

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

4. x4 1N4004 ไดโอด (D1. D2, D3, D4)

5. x4 ตัวต้านทาน 1K (R1, R2, R3, R4)

6. x3 255SB SPDT สวิตช์เลื่อน

7.x1 แจ็ค DC (12V)

8. x2 2Pin Connector

9.x1 DC Motor

ขั้นตอนที่ 2: แผนผังกระดาษ

รูปภาพแสดงแผนผังกระดาษของวงจรขับมอเตอร์กระแสตรง H-bridge วงจรข้างต้นมีข้อเสียเปรียบ ฉันกำลังประสบปัญหากับ Diode 1N5817 ดังนั้นฉันจึงใช้ 1N4004 ทรานซิสเตอร์ Q1, Q2 & Q3, Q4 จะไม่เปลี่ยนสถานะเนื่องจากไม่ได้เชื่อมต่อกับจุดกราวด์ ปัญหาเหล่านี้ได้รับการแก้ไขในแผนผังวงจรโดยใช้ซอฟต์แวร์ Eagle

ขั้นตอนที่ 3: แผนผังวงจรและหลักการทำงาน

รูปภาพแสดงแผนผังวงจรของไดรเวอร์มอเตอร์กระแสตรง H-bridge โดยใช้ซอฟต์แวร์ Eagle

ในวงจรนี้ ทรานซิสเตอร์ทั้งหมดต่อสายเป็นสวิตช์ ทรานซิสเตอร์ NPN (Q3 และ Q4) จะเปิดเมื่อเราให้ค่า HIGH และทรานซิสเตอร์ PNP (Q1 และ Q2) จะเปิดขึ้นเมื่อเราให้ค่า LOW ดังนั้นเมื่อ (A = LOW, B = HIGH, C = LOW, D = HIGH) ทรานซิสเตอร์ Q1 & Q4 จะเปิดและ Q2 & Q3 จะปิด ดังนั้นมอเตอร์จะหมุนตามเข็มนาฬิกา ในทำนองเดียวกันเมื่อ (A = สูง B = ต่ำ C = สูง D = LOW) ทรานซิสเตอร์ Q2 & Q3 จะเปิดและทรานซิสเตอร์ Q1 & Q4 จะปิด ดังนั้นมอเตอร์จะหมุนในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา

1N4004 (D1 ~ D4) ใช้เป็นไดโอดอิสระเนื่องจากเป็นไดโอดสวิตชิ่งที่รวดเร็ว หลีกเลี่ยงปัญหาเนื่องจากแรงดันลบที่เกิดจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลังมอเตอร์กระแสตรง ตัวต้านทาน R1 – R4 ใช้เพื่อจำกัดกระแสอินพุตของทรานซิสเตอร์ และได้รับการออกแบบในลักษณะที่ทรานซิสเตอร์จะทำงานเป็นสวิตช์ ใช้สวิตช์เลื่อน 3 ตัว (S1, S2 & S3) S1 ใช้สำหรับฟังก์ชั่น ON & OFF ของมอเตอร์ S2 & S3 ใช้สำหรับการหมุนตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกาของมอเตอร์

ขั้นตอนที่ 4: การออกแบบ PCB

ภาพแสดงการออกแบบวงจร PCB ของไดรเวอร์มอเตอร์กระแสตรงแบบสะพาน H โดยใช้ซอฟต์แวร์ Eagle

ต่อไปนี้เป็นข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับพารามิเตอร์สำหรับการออกแบบ PCB:

1. ความหนาของรอยตามความหนาขั้นต่ำ 8 mil.

2. ช่องว่างระหว่างระนาบทองแดงและร่องรอยทองแดงอย่างน้อย 8 mil

3. ช่องว่างระหว่างการติดตามเพื่อติดตามอย่างน้อย 8 ล้าน

4. ขนาดดอกสว่านต่ำสุด 0.4 mm

5. แทร็กทั้งหมดที่มีเส้นทางปัจจุบันต้องการร่องรอยที่หนากว่า

ขั้นตอนที่ 5: การอัปโหลด Gerber บน LionCircuits

PCB จำเป็นต้องประดิษฐ์ ฉันสั่ง PCB จาก LionCircuits คุณเพียงแค่ต้องอัปโหลดไฟล์ Gerber ออนไลน์บนแพลตฟอร์มและสั่งซื้อ

ในภาพด้านบน คุณสามารถดูการออกแบบ PCB หลังจากอัปโหลดบนแพลตฟอร์ม LionCircuits

ขั้นตอนที่ 6: บอร์ดประดิษฐ์

หลังจากทดสอบการจำลอง เราสามารถวาด PCB Schematic กับโปรแกรมใดก็ได้ที่คุณต้องการ

ฉันได้แนบไฟล์การออกแบบและ Gerber ของตัวเองที่นี่

ขั้นตอนที่ 7: บอร์ดประกอบชิ้นส่วน

ภาพแสดงให้เห็นว่าส่วนประกอบต่างๆ ประกอบอยู่บนบอร์ด

ตอนที่ฉันทำงานกับบอร์ดนี้ ตัวต้านทานอินพุตที่มีค่า 1k กำลังสร้างปัญหาในการหมุนของมอเตอร์ ดังนั้นฉันจึงย่อตัวต้านทาน 1k ทั้งหมด จากนั้นมันก็ใช้งานได้

ขั้นตอนที่ 8: OUTPUT

ขั้นตอนที่ 9: การเรียนรู้

ฉันไม่ได้ทำวงจรนี้ในเขียงหั่นขนมก่อน นั่นเป็นสาเหตุที่ฉันประสบปัญหามากมายในบอร์ดประดิษฐ์ ในการออกแบบครั้งต่อไปของฉัน ฉันจะสร้างวงจรในเขียงหั่นขนมก่อน หลังจากนั้น ฉันจะไปที่บอร์ดการผลิต และแนะนำให้คุณทำเช่นเดียวกัน