Bảng điều khiển động cơ hiệu quả năng lượng: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Đồ án được trình bày là một bảng mạch điều khiển động cơ / động cơ bước với IC điều khiển động cơ SN754410 bao gồm một số tính năng tiết kiệm điện. Bo mạch có thể điều khiển 2 động cơ DC hoặc động cơ bước với sự hỗ trợ của mạch cầu H kép trong IC. IC SN754410 đang được sử dụng rộng rãi để điều khiển động cơ vì nó hoạt động ở dải điện áp rộng và có thể truyền dòng điện lên đến 1A trên mỗi kênh.

Điều bổ sung ở đây là mạch chuyển đổi nguồn sẽ cắt nguồn vào IC, điều này có thể rất tiết kiệm điện so với các chế độ ngủ bình thường. Nó cần một tín hiệu bên ngoài từ bộ điều khiển để BẬT nguồn cho mạch trình điều khiển. Mạch chuyển mạch được xây dựng xung quanh một vài bóng bán dẫn NPN và MOSFET kênh P sẽ cho phép dòng điện chỉ chạy khi chúng ta áp dụng xung vào mạch.

Sử dụng mạch chuyển đổi, mức tiêu thụ điện năng của mạch điều khiển động cơ là không có gì và bằng cách áp dụng một xung CAO cho mạch chuyển đổi, người ta có thể dễ dàng sử dụng bảng này một cách bình thường. Hơn nữa, IC cũng có khả năng điều khiển các tải khác như rơ le hoặc điện trở. Như vậy, với việc bổ sung mạch chuyển đổi nguồn, bảng có thể trở thành một công cụ rất tiện dụng cho các nhà sản xuất.

Bước 1: Các thành phần được sử dụng

1. IC SN754410 / IC L293D

2. Đầu nối 2 X 4 chân

3. Đầu nối 3 chân

4. Khối đầu cuối vít 2 pin

5. MOSFET kênh P

6. 2 bóng bán dẫn NPN X

7. Điện trở 2 X 100k

8. Điện trở 1k

9. Điện trở 220k

10. 1N4148 diode

11. Tụ điện 2 X 0,1uF

Bước 2: Giới thiệu

Mạch điều khiển động cơ hoạt động như một giao diện giữa động cơ và bộ điều khiển. Mạch lấy các tín hiệu dòng điện thấp được áp dụng bởi bộ điều khiển và biến chúng thành các tín hiệu dòng điện cao hơn có thể điều khiển động cơ. Mạch điều khiển động cơ bao gồm một IC hoặc các JFET rời rạc có thể xử lý công suất cao. IC điều khiển động cơ là IC khuếch đại dòng điện và chúng hoạt động như một cầu nối giữa bộ điều khiển và động cơ. IC điều khiển bao gồm mạch giúp chúng ta giao tiếp giữa cầu H (thực sự điều khiển động cơ) và các tín hiệu cho cầu H biết cách điều khiển động cơ. Tuy nhiên các chip khác nhau cung cấp các giao diện khác nhau.

Trong dự án này, chúng tôi sẽ sử dụng một trong những IC điều khiển động cơ nổi tiếng nhất L293D.

Bước 3: Mạch chuyển nguồn

Mạch này ngắt nguồn cho IC cho đến khi nó nhận được tín hiệu cao bên ngoài. Ví dụ: khi sử dụng mạch này trong một dự án như máy dò chuyển động PIR với Arduino, nó sẽ cấp nguồn cho Arduino khi cảm biến phát hiện có điều gì đó và nói về mặt kỹ thuật khi cảm biến gửi một xung CAO. Ở đây chúng tôi đang sử dụng mạch này trong bảng điều khiển động cơ của chúng tôi, mạch này sẽ không cho phép dòng điện chạy đến IC cho đến khi một xung CAO được áp dụng ở chân kích hoạt bên ngoài tiết kiệm phần lớn năng lượng trong khi trình điều khiển không cần thiết.

Mạch được xây dựng xung quanh một MOSFET kênh P và một vài bóng bán dẫn NPN. Khi một xung CAO được áp dụng cho mạch, bóng bán dẫn T1 trở nên hoạt động và có công suất đến chân của bóng bán dẫn T2. Vì vậy chân cổng của MOSFET được kéo xuống thấp và điều này cho phép dòng điện chạy qua MOSFET và bo mạch nhận được điện.

Bước 4: Mạch điều khiển động cơ

Mạch điều khiển động cơ của chúng tôi có thể được xây dựng xung quanh IC L293D hoặc SN754410. L293D là một nửa H-driver hiện tại cao gấp bốn lần. Nó cung cấp dòng điện hai chiều lên đến 600 mA ở điện áp từ 4,5V - 36V. IC bao gồm hai cầu H, qua đó nó có thể điều khiển 2 động cơ DC hoặc động cơ bước cùng với các đế cắm, rơ le và các tải cảm ứng khác. SN754410 tuy nhiên là một chân tốt hơn để thay thế chân của IC L293D. Nó cung cấp dòng điện hai chiều lên đến 1A ở cùng dải điện áp như L293D. Nó cũng có một số tính năng an toàn như tự động tắt khi quá nhiệt, bảo vệ quá dòng, v.v.

Mạch rất đơn giản, chúng ta chỉ cần làm theo sơ đồ chân của IC. Nói chung, hai chân kích hoạt của IC và chân 5V Vcc được kết nối để các đầu ra luôn được bật. Chúng ta cần kết nối đầu ra của mạch chuyển đổi được đánh dấu A trong sơ đồ với chân Vcc của IC. Hơn nữa, các tụ điện 0,1uF trên các kết nối động cơ được ưu tiên để ngăn chặn các xung điện bức xạ.

Sau đó, chúng tôi sẽ sử dụng các đầu nối để chúng tôi có thể kết nối nguồn điện và động cơ một cách dễ dàng. Vcc động cơ được kết nối thông qua một đầu cuối vít 2 pin khác nhau. 5V, GND và bộ kích hoạt phải được áp dụng bên ngoài và đối với chúng, đầu nối 3 chân được sử dụng. Sau đó, đối với đầu vào và đầu ra của động cơ và tín hiệu, chúng tôi sẽ sử dụng hai đầu nối 4 pin.

Bước 5: Đã xong

Sau khi hàn tất cả các thành phần và đầu nối, chúng tôi đã tạo ra một bảng điều khiển động cơ tiết kiệm điện và rất dễ sử dụng. Bây giờ bạn có thể tắt trình điều khiển khi nó không được sử dụng và khi bạn muốn nó hoạt động, hãy áp dụng xung cao từ Arduino của bạn để kích hoạt pin hoặc bất kỳ bộ điều khiển nào khác và nó đã sẵn sàng để sử dụng.

Tôi hy vọng bạn thích các hướng dẫn.

Cảm ơn vì đã đọc!