Điều khiển động cơ DC sử dụng cầu H: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Xin chào các bạn!

Trong hướng dẫn này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách xây dựng Cầu H - một mạch điện tử đơn giản cho phép chúng ta áp dụng điện áp để tải theo một trong hai hướng. Nó thường được sử dụng trong ứng dụng robot để điều khiển Động cơ DC. Bằng cách sử dụng Cầu H, chúng ta có thể chạy Động cơ DC theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ.

Bước 1: Phần cứng cần thiết

Các thành phần sau đã được sử dụng:

1. bộ điều chỉnh điện áp x1 7805

2. Bóng bán dẫn x2 2N2907 PNP (Q1, Q3)

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

4. Diode x4 1N4004 (D1. D2, D3, D4)

5. Điện trở x4 1K (R1, R2, R3, R4)

6. Công tắc trượt x3 255SB SPDT

7. x1 Giắc cắm DC (12V)

8. Đầu nối x2 2Pin

9. x1 Động cơ DC

Bước 2: Sơ đồ giấy

Hình ảnh cho thấy một sơ đồ giấy của Mạch điều khiển động cơ DC cầu H. Mạch trên có một nhược điểm. Tôi đang gặp sự cố với Diode 1N5817 nên tôi đã sử dụng 1N4004. Các bóng bán dẫn Q1, Q2 & Q3, Q4 sẽ không thay đổi trạng thái của nó vì nó không được kết nối với điểm nối đất. Các vấn đề này đã được khắc phục trong sơ đồ mạch bằng phần mềm Eagle.

Bước 3: Sơ đồ mạch & Nguyên lý làm việc

Hình ảnh cho thấy một sơ đồ mạch của Trình điều khiển động cơ DC cầu H bằng phần mềm Eagle.

Trong mạch này, tất cả các bóng bán dẫn được nối dây như công tắc. Một bóng bán dẫn NPN (Q3 và Q4) sẽ BẬT khi chúng ta đặt giá trị CAO cho nó và một bóng bán dẫn PNP (Q1 và Q2) sẽ BẬT khi chúng ta đưa giá trị THẤP cho nó. Vì vậy, khi (A = LOW, B = HIGH, C = LOW, D = HIGH), các bóng bán dẫn Q1 & Q4 sẽ BẬT và Q2 & Q3 sẽ TẮT, do đó động cơ quay theo chiều kim đồng hồ. Tương tự khi (A = HIGH, B = LOW, C = HIGH, D = LOW), các bóng bán dẫn Q2 & Q3 sẽ BẬT và bóng bán dẫn Q1 & Q4 sẽ TẮT, do đó động cơ quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.

1N4004 (D1 ~ D4) được sử dụng như một diode tự do vì nó là một diode chuyển mạch nhanh. Nó tránh được các vấn đề do điện áp âm được tạo ra bởi emf phía sau của động cơ một chiều. Điện trở R1 - R4 được sử dụng để giới hạn dòng điện đầu vào của bóng bán dẫn và được thiết kế theo cách mà bóng bán dẫn sẽ hoạt động như một công tắc. 3 công tắc trượt (S1, S2 & S3) được sử dụng. S1 được sử dụng cho chức năng BẬT & TẮT của động cơ. S2 & S3 được sử dụng để quay theo chiều kim đồng hồ & ngược chiều kim đồng hồ của động cơ.

Bước 4: Thiết kế PCB

Hình ảnh cho thấy một PCB Thiết kế mạch của Trình điều khiển động cơ DC cầu H sử dụng phần mềm Eagle.

Sau đây là những cân nhắc tham số cho thiết kế PCB:

1. Độ dày bề rộng vết là tối thiểu 8 triệu.

2. Khoảng cách giữa đồng phẳng và vết đồng tối thiểu là 8 triệu.

3. Khoảng cách giữa một dấu vết để theo dõi tối thiểu là 8 triệu.

4. Kích thước khoan tối thiểu là 0,4 mm

5. Tất cả các bản nhạc có đường dẫn hiện tại cần dấu vết dày hơn

Bước 5: Tải lên Gerber trên LionCircuits

PCB cần được chế tạo. Tôi đã đặt mua PCB của mình từ LionCircuits. Bạn chỉ cần tải các tệp Gerber của mình lên trực tuyến trên nền tảng của họ và đặt hàng.

Trong hình trên, bạn có thể thấy thiết kế PCB sau khi tải lên trên nền tảng LionCircuits.

Bước 6: Chế tạo bảng

Sau khi thử nghiệm trong mô phỏng, chúng tôi có thể vẽ Sơ đồ PCB với bất kỳ chương trình nào bạn muốn.

Ở đây tôi đã đính kèm thiết kế của riêng tôi và các tệp Gerber.

Bước 7: Bảng lắp ráp thành phần

Hình ảnh cho thấy các thành phần được lắp ráp trên bo mạch.

Khi tôi làm việc với bảng này, điện trở đầu vào với giá trị 1k đã tạo ra sự cố trong quá trình quay của động cơ vì vậy tôi đã làm ngắn tất cả các điện trở 1k, sau đó hoạt động của nó.

Bước 8: ĐẦU RA

Bước 9: Học tập

Trước tiên, tôi đã không làm mạch này trong một breadboard, đó là lý do tại sao tôi phải đối mặt với rất nhiều vấn đề trong bảng được chế tạo. Trong thiết kế tiếp theo của tôi, tôi sẽ làm mạch trong breadboard trước, sau đó, tôi sẽ chuyển sang bảng chế tạo và tôi khuyên bạn nên làm như vậy.