MOSET DRIVEN MOTOR DRIVER: 5 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-13 06:58

ไดรเวอร์มอเตอร์

• ตัวขับมอเตอร์เป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ในโลกของหุ่นยนต์ เนื่องจากหุ่นยนต์ส่วนใหญ่ต้องการมอเตอร์ในการทำงานและเพื่อให้มอเตอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• พวกมันเป็นแอมพลิฟายเออร์กระแสเล็กน้อย หน้าที่ของไดรเวอร์มอเตอร์คือการรับสัญญาณควบคุมกระแสไฟต่ำแล้วเปลี่ยนเป็นสัญญาณกระแสไฟที่สูงขึ้นที่สามารถขับเคลื่อนมอเตอร์ได้
• สัญญาณควบคุมกระแสไฟต่ำมาจากไมโครคอนโทรลเลอร์ (ในกรณีของฉัน Arduino Uno) ซึ่งสามารถให้เอาต์พุตในช่วง 0-5V ที่สูงสุด 40mA ซึ่งจะถูกประมวลผลโดยตัวขับมอเตอร์เพื่อให้กระแสไฟออกสูงขึ้นเช่น 12-24V ที่ 2- 4A.
• ไดรเวอร์มอเตอร์มักจะมีสองส่วน

1. วงจรล่ามความกว้างพัลส์ (PWM) เพื่อควบคุมความเร็วของมอเตอร์ตามอินพุต PWM ที่แตกต่างกันจากตัวขับมอเตอร์
2. วงจรควบคุมทิศทางเพื่อควบคุมทิศทางของมอเตอร์

ขั้นตอนที่ 1: PWM INTERPRETER CIRCUIT

ส่วนประกอบที่จำเป็น

1. IRF250N MOSFET
2. ตัวต้านทาน 10K โอห์ม
3. 2A ไดโอด*2
4. แบตเตอรี่ 12V

IRF 250N เป็น MOSFET ระดับลอจิกซึ่งแปลงอินพุต 0-5 V ที่เกตเป็น 0-Vmax ที่สอดคล้องกัน (ของแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่ออยู่)

ตัวต้านทาน 10K OHM เป็นตัวต้านทานแบบดึงลงซึ่งเก็บสัญญาณลอจิกไว้ใกล้ศูนย์โวลต์เมื่อไม่มีอุปกรณ์ที่ใช้งานอื่นเชื่อมต่ออยู่

ไดโอดใช้เป็นฟลายแบ็คไดโอด ฟลายแบ็คไดโอด (บางครั้งเรียกว่าไดโอดอิสระ) เป็นไดโอดที่ใช้ในการกำจัดฟลายแบ็ค ซึ่งเป็นแรงดันไฟกะทันหันที่เห็นในโหลดอุปนัยเมื่อกระแสไฟจ่ายลดลงอย่างกะทันหันหรือถูกขัดจังหวะ

หมายเหตุ- เนื่องจากมีการใช้แบตเตอรี่ภายนอกจึงต้องต่อสายดินร่วมกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ทำได้โดยเชื่อมต่อขั้วลบของแบตเตอรี่กับ GND ของไมโครคอนโทรลเลอร์

ขั้นตอนที่ 2: วงจรควบคุมทิศทาง

ส่วนประกอบที่จำเป็น

1. รีเลย์ 8 พิน (58-12-2CE OEN)
2. IRF250N MOSFET
3. ตัวต้านทาน 10K โอห์ม*3
4. ไฟ LED 3 มม. *2

MOSFET ที่ใช้ในวงจรนี้เหมือนกับวงจรก่อนหน้า เช่น IRF250N แต่แทนที่จะให้ PWM ที่ Gate เราก็แค่ให้ Analog High และ Low เพราะเราต้องเปิดและปิดรีเลย์

รีเลย์ทำงานที่ 12V แต่ Analog High ที่ได้รับจาก Arduino คือสูงสุด 5V ดังนั้นเราจึงใช้ MOSFET เป็นสวิตช์ที่นี่

รีเลย์ที่ใช้ (58-12-2CE OEN) เป็นแบบ 8 พิน

• 2 พินแรกเป็นคอยล์ energizers เช่น เมื่อมีการจ่ายไฟ พวกเขาจะสลับการเชื่อมต่อของ Common จาก Normal Connected (NC) เป็น Normal Open (NO)
• Common รับอินพุตสำหรับส่งไปยังเอาต์พุต (มอเตอร์)
• NC รับพลังงานจาก Common เมื่อขดลวดไม่ได้จ่ายไฟและไม่ได้ตัดการเชื่อมต่อ NO
• เมื่อขดลวดถูกจ่ายไฟ NO จะได้รับพลังงานจาก Common และ NC จะถูกตัดการเชื่อมต่อ

เรากำลังข้ามระหว่าง NO และ NC ซึ่งจะทำให้เรามีการเปลี่ยนแปลงขั้ว

ไฟ LED สองดวงเชื่อมต่อแบบขนานกับเอาต์พุตพร้อมกับความต้านทาน 10K โอห์ม ทั้งในขั้วตรงข้าม พวกเขาจะทำหน้าที่เป็นตัวแจ้งเตือนทิศทางเช่นเดียวกับที่จะเรืองแสงเมื่อกระแสไหลในทิศทางเดียวและในทางกลับกัน

ขั้นตอนที่ 3: ไมโครคอนโทรลเลอร์

ไมโครคอนโทรลเลอร์มี 2 สัญญาณที่จะส่ง

1. PWM สำหรับปรับความเร็วของมอเตอร์
2. Analog High และ Low สำหรับเปลี่ยนทิศทางของมอเตอร์

รหัสมีให้ในเอกสารแนบ

เอาต์พุตจาก PWM PIN 3 เชื่อมต่อกับ Gate ของวงจรล่าม PWM

เอาต์พุตจาก PIN 11 เชื่อมต่อกับ Gate of Relay Circuit

หมายเหตุ - หากวงจรทั้งสองใช้แหล่งพลังงานเดียวกัน จะต้องมีการต่อลงดินร่วมกันเพียงวงจรใดวงจรหนึ่ง หากใช้แหล่งพลังงาน 2 แหล่ง ทั้งสองวงจรจะต้องต่อลงดินร่วมกัน

อินพุต=

0 และ 1 สำหรับทิศทาง

0-255 สำหรับความเร็ว; 0 เพื่อหยุดและ 255 สำหรับความเร็วสูงสุด

รูปแบบ=

ช่องว่าง

เช่น = 1 255

0 50

สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือวงจรล่าม PWM นั้นเพียงพอในตัวเอง หากผู้ใช้เต็มใจที่จะเปลี่ยนความเร็วของมอเตอร์หรือเพื่อเปิดและปิดโดยไม่เปลี่ยนทิศทาง

ขั้นตอนที่ 4: การรวมระบบ

หลังจากสร้างส่วนประกอบทั้งหมดของไดรเวอร์มอเตอร์แล้ว ก็ถึงเวลาที่จะรวมส่วนประกอบทั้งสามเข้าด้วยกัน นั่นคือ ล่าม PWM วงจรรีเลย์กับไมโครคอนโทรลเลอร์

• เอาต์พุตของล่าม PWM เชื่อมต่อกับรีเลย์ทั่วไป
• วงจรทั้งสองเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่โดยใช้ PowerBoard PowerBoard เป็นวงจรความปลอดภัยที่ประกอบด้วย Capacitor (ใช้สำหรับกรองอินพุต), Diode (เพื่อตรวจสอบขั้วของแบตเตอรี่) และ Fuse (เพื่อจำกัดกระแสไฟ) เพื่อป้องกันวงจรในสภาวะที่รุนแรง

ไม่จำเป็นต้องใช้ PowerBoard ในขณะที่มอเตอร์ไม่มีโหลด แต่ในขณะที่ใช้ตัวขับมอเตอร์ในหุ่นยนต์ ขอแนะนำให้ใช้

• เชื่อมต่อ Gate บนวงจรล่าม PWM กับ pwm pin 3
• ต่อวงจร Gate of Relay เข้ากับขา 11

ขั้นตอนที่ 5: การพัฒนา

• ตอนแรกฉันใช้ทรานซิสเตอร์เพื่อสลับรีเลย์ แต่ไม่สามารถจัดการกระแสที่ไหลผ่านได้ ฉันจึงต้องเปลี่ยนไปใช้ MOSFET
• ฉันใช้ตัวเก็บประจุระหว่างต้นทางและเกตของ MOSFET เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีกระแสไหลระหว่างกัน แต่ต่อมาฉันก็รู้ว่าไม่จำเป็นต้องใช้