Ovládáme krokové motory a stejnosměrné motory L298 a Raspberry Pi. Označení rádiových prvků na schématech Nejlepší řešení pro h můstek

Elektronické transformátory nahrazují objemné transformátory s ocelovým jádrem. Elektronický transformátor, na rozdíl od klasického, je sám o sobě celým zařízením - měničem napětí.

Takové měniče se používají v osvětlení pro napájení halogenových žárovek na 12 voltů. Pokud jste opravovali lustry pomocí dálkového ovládání, pak jste je pravděpodobně potkali.

Zde je schéma elektronického transformátoru JINDEL(Modelka GET-03) s ochranou proti zkratu.

Hlavními výkonovými prvky obvodu jsou n-p-n tranzistory MJE13009, které jsou zapojeny podle schématu polovičního můstku. Pracují v protifázi na frekvenci 30 - 35 kHz. Veškerá energie dodávaná do zátěže je čerpána přes ně - halogenové žárovky EL1 ... EL5. Diody VD7 a VD8 jsou potřebné k ochraně tranzistorů V1 a V2 před zpětným napětím. Pro spuštění obvodu je potřeba symetrický dinistor (alias diac).

Na tranzistoru V3 ( 2N5551) a prvky VD6, C9, R9 - R11 je implementován výstupní obvod ochrany proti zkratu ( ochrana proti zkratu).

Pokud dojde ke zkratu ve výstupním obvodu, pak zvýšený proud protékající rezistorem R8 způsobí vyhoření tranzistoru V3. Tranzistor se otevře a zablokuje činnost dynistoru DB3, který spustí obvod.

Rezistor R11 a elektrolytický kondenzátor C9 zabraňují falešné ochraně při rozsvícení lamp. V okamžiku rozsvícení výbojek jsou vlákna studená, takže měnič na začátku rozběhu produkuje značný proud.

Pro usměrnění síťového napětí 220V je použito klasické můstkové zapojení 1,5ampérových diod. 1N5399.

Tlumivka L2 se používá jako snižující transformátor. Na DPS převodníku zabírá téměř polovinu místa.

Elektronický transformátor se vzhledem ke své vnitřní struktuře nedoporučuje zapínat bez zátěže. Minimální výkon připojené zátěže je tedy 35 - 40 wattů. Na těle výrobku je obvykle uveden rozsah provozního výkonu. Například na těle elektronického transformátoru, který je na první fotografii, je uveden rozsah výstupního výkonu: 35 - 120 wattů. Jeho minimální zátěžový výkon je 35 wattů.

Halogenové žárovky EL1 ... EL5 (zátěž) je nejlepší připojit k elektronickému transformátoru s vodiči ne delšími než 3 metry. Protože spojovacími vodiči protéká značný proud, dlouhé vodiče zvyšují celkový odpor v obvodu. Proto lampy umístěné dále budou svítit tlumeněji než lampy umístěné blíže.

Za zvážení také stojí, že odpor dlouhých drátů přispívá k jejich zahřívání v důsledku průchodu významného proudu.

Za zmínku také stojí, že elektronické transformátory jsou díky své jednoduchosti zdrojem vysokofrekvenčního rušení v síti. Obvykle je na vstupu takových zařízení umístěn filtr, který blokuje rušení. Jak můžete vidět z diagramu, v elektronických transformátorech pro halogenové žárovky takové filtry nejsou. Ale v počítačových zdrojích, které jsou také sestaveny podle schématu polovičního můstku a se složitějším hlavním oscilátorem, je takový filtr obvykle namontován.

K ovládání motorů se používají tzv. H-můstky, které umožňují přivedením řídicích logických signálů na vstupy vyvolat otáčení v obou směrech. V tomto článku jsem shromáždil několik možností pro H-můstky. Každý má své výhody a nevýhody, výběr je na vás.

MOŽNOST 1

Jedná se o tranzistorový H-můstek, jeho hodnota je snadná na výrobu, téměř každý má jeho díly v koši a je také poměrně výkonný, zvláště pokud místo KT814 použijete tranzistory KT816 a KT817, KT815 uvedené v diagramu. Log.1 nelze aplikovat na tento můstek na obou vstupech, protože dojde ke zkratu.

MOŽNOST #2

Tento H-můstek je sestaven na mikroobvod, jeho výhodou je jeden mikroobvod :-), a také to, že má již 2 H-můstky. Mezi nevýhody patří skutečnost, že mikroobvod je nízkopříkonový - max. výstupní proud 600 mA. Na lince E můžete použít signál PWM pro ovládání rychlosti, pokud to není vyžadováno, pak musí být pin E připojen k napájecímu plus.

MOŽNOST #3

Tato možnost ovládání je také na mikroobvodu, výkonnějším než L293D, ale je v něm pouze jeden můstek. Mikroobvod se dodává ve třech verzích S, P, F. Na obrázku je verze S. Verze P je výkonnější a verze F je pro povrchovou montáž. Všechny mikroobvody mají různé vývody, ostatní viz katalogový list. Mimochodem, tento obvod umožňuje aplikovat jednotky na oba vstupy, což způsobuje brzdění motorem.

MOŽNOST #4

Tento můstek je sestaven na tranzistorech MOSFET, je velmi jednoduchý a poměrně výkonný. Nelze na něj aplikovat dvě jednotky současně.

Existuje mnohem více čipů pro řízení motoru (například TLE4205, L298D), ale ty, které jsou uvedeny výše, jsou nejoblíbenější. H-můstek můžete sestavit i na konvenčních elektromagnetických relé.

V tomto článku budeme zvažovat označení rádiových prvků ve schématech.

Kde začít číst diagramy?

Abychom se naučili číst obvody, musíme nejprve studovat, jak ten či onen rádiový prvek vypadá v obvodu. V zásadě na tom není nic složitého. Jde o to, že pokud je v ruské abecedě 33 písmen, pak se budete muset hodně snažit, abyste se naučili označení rádiových prvků.

Až dosud se celý svět nemůže shodnout na tom, jak označit ten či onen rádiový prvek nebo zařízení. Mějte to proto na paměti, až budete sbírat buržoazní schémata. V našem článku budeme zvažovat naši ruskou GOST verzi označení radioelementů

Učení jednoduchého okruhu

Dobře, více k věci. Podívejme se na jednoduchý elektrický obvod napájecího zdroje, který dříve blikal v jakékoli sovětské papírové publikaci:

Pokud držíte páječku v rukou déle než den, pak vám bude na první pohled vše hned jasné. Ale mezi mými čtenáři jsou tací, kteří se s takovými kresbami setkávají poprvé. Proto je tento článek určen především jim.

No, pojďme to analyzovat.

V zásadě se všechny diagramy čtou zleva doprava, stejně jako čtete knihu. Jakékoliv jiné schéma lze znázornit jako samostatný blok, do kterého něco dodáváme a ze kterého něco odebíráme. Zde máme napájecí obvod, do kterého ze zásuvky vašeho domu napájíme 220 voltů a z našeho bloku vychází konstantní napětí. To znamená, že musíte pochopit jaká je hlavní funkce vašeho obvodu. Můžete si to přečíst v popisu.

Jak jsou rádiové prvky zapojeny do obvodu

Zdá se tedy, že jsme se rozhodli pro úkol tohoto schématu. Přímé čáry jsou dráty nebo tištěné vodiče, podél kterých bude probíhat elektrický proud. Jejich úkolem je spojovat rádiové prvky.

Bod, kde se spojují tři nebo více vodičů, se nazývá uzel. Můžeme říci, že v tomto místě je kabeláž připájena:

Pokud se podíváte pozorně na obvod, můžete vidět průsečík dvou vodičů

Taková křižovatka bude často blikat ve schématech. Pamatujte si jednou provždy: v tomto bodě se vodiče nespojí a musí být od sebe izolovány. V moderních obvodech můžete nejčastěji vidět tuto možnost, která již vizuálně ukazuje, že mezi nimi není žádné spojení:

Zde jakoby jeden drát obchází druhý shora a nijak se vzájemně nedotýkají.

Pokud by mezi nimi existovalo spojení, viděli bychom tento obrázek:

Písmenné označení rádiových prvků ve schématu

Podívejme se znovu na náš diagram.

Jak vidíte, schéma se skládá z některých nejasných ikon. Pojďme se na jeden z nich podívat. Nechť je to ikona R2.

Pojďme se tedy nejprve vypořádat s nápisy. R znamená. Protože není jediný v našem schématu, vývojář tohoto schématu mu dal sériové číslo „2“. Ve schématu je jich 7. Rádiové prvky jsou obecně číslovány zleva doprava a shora dolů. Obdélník s pomlčkou uvnitř již jasně ukazuje, že se jedná o pevný rezistor se ztrátovým výkonem 0,25 wattu. Také vedle něj je napsáno 10K, což znamená, že jeho nominální hodnota je 10 Kiloom. No, něco takového...

Jak jsou označeny ostatní radioelementy?

K označení rádiových prvků se používají jednopísmenné a vícepísmenné kódy. Jednopísmenné kódy jsou skupina ke kterému prvek patří. Zde jsou hlavní skupiny rádiových prvků:

A - jedná se o různá zařízení (například zesilovače)

V - měniče neelektrických veličin na elektrické a naopak. To může zahrnovat různé mikrofony, piezoelektrické prvky, reproduktory atd. Generátory a napájecí zdroje zde neplatí.

S – kondenzátory

D – integrované obvody a různé moduly

E - různé prvky, které nespadají do žádné skupiny

F – svodiče, pojistky, ochranná zařízení

H – indikační a signalizační zařízení, například zvuková a světelná signalizační zařízení

K – relé a startéry

L – tlumivky a tlumivky

M – motory

R – přístroje a měřicí zařízení

Q - vypínače a odpojovače v silových obvodech. Tedy v obvodech, kde „chodí“ velké napětí a velký proud

R - rezistory

S - spínací zařízení v řídicích, signalizačních a měřicích obvodech

T – transformátory a autotransformátory

U - Převodníky elektrických veličin na elektrická, komunikační zařízení

PROTI – polovodičová zařízení

W – mikrovlnná vedení a prvky, antény

X - kontaktní spojení

Y – mechanická zařízení s elektromagnetickým pohonem

Z – koncová zařízení, filtry, omezovače

Pro upřesnění prvku za jednopísmenným kódem následuje druhé písmeno, které již znamená typ prvku. Níže jsou uvedeny hlavní typy prvků spolu se skupinovým písmenem:

BD – detektor ionizujícího záření

BÝT – synchronní přijímač

BL - fotobuňka

BQ – piezoelektrický prvek

BR - Snímač rychlosti

BS - vyzvednout

BV - Snímač rychlosti

BA - reproduktor

BB – magnetostrikční prvek

BK - teplotní senzor

BM - mikrofon

BP - měřič tlaku

před naším letopočtem – synchronní senzor

DA – integrovaný analogový obvod

DD – integrovaný digitální obvod, logický prvek

D.S. - zařízení pro ukládání informací

DT - zpožďovací zařízení

EL - osvětlovací lampa

EK - topné těleso

FA – Prvek ochrany okamžitého proudu

FP – proudový ochranný prvek setrvačné činnosti

FU - pojistka

F V – napěťový ochranný prvek

GB - baterie

HG – symbolický indikátor

HL - světelné signalizační zařízení

HA - zvukové poplašné zařízení

KV – napěťové relé

KA – proudové relé

KK – elektrotepelné relé

KM - magnetický spínač

KT – časové relé

PC – počítadlo pulsů

PF - měřič frekvence

PI – měřič aktivní energie

PR - ohmmetr

PS - nahrávací zařízení

PV - voltmetr

PW - wattmetr

PA - ampérmetr

PK – měřič jalové energie

PT - hodinky

QS - odpojovač

RK – termistor

RP - potenciometr

RS – měřící bočník

EN – varistor

SA – vypínač nebo vypínač

SB - tlačítkový spínač

SF - Automatický spínač

SK – teplotní spínače

SL – hladinové spínače

SP – tlakové spínače

SQ – polohové spínače

SR – spínače spouštěné rychlostí otáčení

televize - transformátor napětí

TA - transformátor napětí

UB – modulátor

UI – diskriminátor

UR – demodulátor

americký dolar – frekvenční měnič, střídač, frekvenční generátor, usměrňovač

VD - dioda, zenerova dioda

VL - elektrovakuové zařízení

VS - tyristor

VT –

WA – anténa

hm - fázový posuvník

WU - tlumič

XA – sběrač proudu, kluzný kontakt

XP - špendlík

XS - hnízdo

XT - skládací spojení

XW – vysokofrekvenční konektor

ANO – elektromagnet

YB – brzda s elektromagnetickým pohonem

YC – spojka s elektromagnetickým pohonem

YH – elektromagnetická deska

ZQ - křemenný filtr

Grafické označení rádiových prvků v obvodu

Pokusím se uvést nejoblíbenější označení prvků použitých v diagramech:

Rezistory a jejich typy

A) obecné označení

b) ztrátový výkon 0,125W

PROTI) ztrátový výkon 0,25W

G) ztrátový výkon 0,5W

d) ztrátový výkon 1W

E) ztrátový výkon 2W

a) ztrátový výkon 5W

h) ztrátový výkon 10W

A) ztrátový výkon 50W

Proměnné rezistory

Termistory

Tenzometry

Varistory

Shunt

Kondenzátory

A) obecné označení kondenzátoru

b) varikonda

PROTI) polární kondenzátor

G) trimrový kondenzátor

d) variabilní kondenzátor

Akustika

A) sluchátka

b) reproduktor (reproduktor)

PROTI) obecné označení mikrofonu

G) elektretový mikrofon

Diody

A) diodový můstek

b) obecné označení diody

PROTI) Zenerova dioda

G) oboustranná zenerova dioda

d) obousměrná dioda

E) Schottkyho dioda

a) tunelová dioda

h) reverzní dioda

A) varikap

Na) Světelná dioda

l) fotodioda

m) emitující dioda v optočlenu

n) dioda přijímající záření v optočlenu

Měřiče elektrických veličin

A) ampérmetr

b) voltmetr

PROTI) voltampérmetr

G) ohmmetr

d) měřič frekvence

E) wattmetr

a) faradometr

h) osciloskop

Induktory

A) bezjádrový induktor

b) jádrový induktor

PROTI) induktor trimru

transformátory

A) obecné označení transformátoru

b) transformátor s výstupem z vinutí

PROTI) transformátor napětí

G) transformátor se dvěma sekundárními vinutími (možná i více)

d) třífázový transformátor

Spínací zařízení

A) zavírání

b) otevření

PROTI) otevírání s návratem (tlačítko)

G) zavírání s návratem (tlačítko)

d) přepínání

E) jazýčkový spínač

Elektromagnetické relé s různými skupinami kontaktů

Jističe

A) obecné označení

b) je zvýrazněna strana, která zůstane pod napětím, když se pojistka spálí

PROTI) inerciální

G) rychlé jednání

d) tepelná cívka

E) odpínač s pojistkou

Tyristory

bipolární tranzistor

unijunkční tranzistor

Dnes budeme uvažovat o obvodu, který vám umožní změnit polaritu stejnosměrného napětí aplikovaného na zátěž.

Potřeba změnit polaritu napětí často vzniká při řízení motoru nebo v obvodech můstkových měničů napětí. Například u stejnosměrných motorů je to nutné pro změnu směru otáčení a krokové motory nebo pulzní DC-DC můstkové měniče nebudou bez vyřešení tohoto problému vůbec fungovat.

Níže tedy vidíte schéma, které se pro svou vnější podobnost s písmenem H obvykle nazývá H-můstek.

K1, K2, K3, K4 - spravované klíče

A, B, C, D - klíčové řídicí signály

Myšlenka tohoto okruhu je velmi jednoduchá:

Pokud jsou klávesy K1 a K4 sepnuté a klávesy K2 a K3 jsou otevřené, pak je napájecí napětí přivedeno do bodu h1 a bod h2 je uzavřen na společný vodič. Proud zátěží v tomto případě protéká z bodu h1 do bodu h2.

Pokud uděláte opak - otevřete klávesy K1 a K4 a zavřete klávesy K2 a K3, pak se polarita napětí na zátěži změní na opačnou, - bod h1 bude uzavřen na společný vodič a bod h2 - na napájecí sběrnici. Proud zátěží nyní poteče z bodu h2 do bodu h1.

Kromě změny polarity nám h-můstek v případě ovládání elektromotoru přidává ještě jeden bonus - možnost zkratovat konce vinutí, což vede k prudkému brzdění našeho motoru. Takový efekt lze dosáhnout současným zavřením buď kláves K1 a K3, nebo kláves K2 a K4. Nazvěme tento případ „režim brzdění“. Abychom byli spravedliví, tento bonus H-můstku se používá mnohem méně často než jen přepólování (proč se ukáže později).

Jako klíče může fungovat cokoli: relé, tranzistory s efektem pole, bipolární tranzistory. Průmysl vyrábí H-můstky zabudované do čipů (například čip LB1838, ovladač krokového motoru, obsahuje dva vestavěné H-můstky) a vydává speciální ovladače pro řízení H-můstků (například ovladač IR2110 pro řízení pole pracovníci). V tomto případě se návrháři čipů jistě snaží vyždímat maximum bonusů a eliminovat maximum nežádoucích efektů. Je jasné, že taková průmyslová řešení odvedou svou práci nejlépe, ale rádioví klauni jsou chudáci a dobré mikroobvody stojí peníze, takže samozřejmě zvážíme čistě vlastní možnosti pro mosty a jejich řídicí schémata.

V samoboji (tedy v radioamatérské praxi) se nejčastěji používají H-můstky buď na výkonných MOSFETech (pro vysoké proudy) nebo na bipolárních tranzistorech (pro malé proudy).

Poměrně často jsou klíčové řídicí signály kombinovány ve dvojicích. Jsou kombinovány tak, že z jednoho vnějšího řídicího signálu se v našem obvodu vytvoří dva řídicí signály najednou (tedy pro dva klíče najednou). To nám umožňuje snížit počet externích řídicích signálů ze čtyř na dva kusy (a ušetřit 2 nohy ovladače, pokud máme ovládání ovladače).

Nejčastěji se signály kombinují dvěma způsoby: buď je A kombinováno s B a C je kombinováno s D, nebo A je kombinováno s D a B je kombinováno s C. Abychom identifikovali a opravili rozdíly, zavolejte metodu, když tvoří dvojice AB a CD "společné ovládací protifázové klávesy "(tyto klávesy pro změnu polarity napětí přivedeného na zátěž musí pracovat v protifázi, tj. pokud se jedna otevře, druhá se musí zavřít), a způsob, kdy Vytvořené páry AD a BC se budou nazývat "obecné ovládání klíčů společného režimu" (tyto klíče pro změnu polarity fungují ve fázi, tj. buď se musí obě otevřít, nebo obě se musí zavřít).

Aby bylo jasnější, co je v sázce, podíváme se na obrázek vpravo. Dále se shodneme na tom, že úroveň vysokého napětí budeme považovat za jednotku a úroveň nízkého napětí za nulu. Na levé straně obrázku jsou tranzistory řízeny nezávisle na sobě. K otevření horního tranzistoru je potřeba přivést řídicí signál A=0 a k sepnutí přivést A=1. Chcete-li otevřít a zavřít spodní tranzistor, musíte použít B=1 nebo B=0. Pokud pomocí přídavného tranzistoru spojíme signály A a B (viz pravá strana obrázku), pak lze horní a dolní tranzistor ovládat jedním společným signálem AB. Když AB=1, oba tranzistory se otevřou a když AB=0, oba tranzistory se uzavřou.

Obrázek vlevo ukazuje H-můstek se společným protifázovým přepínáním a obrázek vpravo se společným přepínáním běžného režimu. U1 a U2 jsou uzly, které umožňují, aby jeden externí společný signál vytvořil samostatný signál pro každý z klíčů pracujících v páru.

Nyní se zamysleme nad tím, co nám každý z těchto dvou způsobů řízení dává.

Obecným ovládáním protifázových spínačů snadno rozepneme oba horní nebo oba spodní spínače (pokud je obvod stejný jako náš vlevo, tak se to stane s AB = CD), to znamená, že máme brzdění dostupný režim. Nevýhodou však je, že při tomto způsobu ovládání se téměř jistě dostaneme přes proudy přes tranzistory, otázkou bude pouze jejich velikost. V průmyslových mikruhách je pro boj s tímto problémem zaveden speciální zpožďovací obvod pro jeden z tranzistorů.

S obecným ovládáním běžných spínačů můžeme snadno překonat proudy (stačí dát nejprve signál k vypnutí aktuálně používaného páru tranzistorů a teprve potom signál k zapnutí páru, který jsme plán použití). Při takovém ovládání však můžete na režim brzdění zapomenout (o to více, pokud omylem přivedeme jednotku na oba externí řídicí signály současně, zařídíme zkrat v obvodu).

Protože projít proudy je mnohem kyselejší varianta (není snadné se s nimi vypořádat), obvykle raději zapomenou na režim brzdění.

Ke všemu výše uvedenému je potřeba pochopit, že při častém konstantním spínání (v měničích nebo při ovládání stepperů) pro nás bude zásadně důležité nejen zamezit vzniku průchozích proudů, ale také dosáhnout max. rychlost spínání kláves, protože na ní závisí jejich ohřev. Pokud použijeme h-můstek jednoduše k obrácení stejnosměrného motoru, pak rychlost spínání není tak kritická, protože spínání není systematické a klávesy, i když jsou zahřáté, s největší pravděpodobností stihnou vychladnout před dalším sepnutím.

To je celá teorie, obecně, pokud si ještě na něco důležitého vzpomenu, určitě to napíšu.

Jak víte, existuje poměrně mnoho praktických schémat H-můstků a také možností jejich ovládání, protože, jak jsme již zjistili, je důležité vzít v úvahu maximální proud, rychlost přepínání klíčů , a možnosti kombinace ovládání klíčem (stejně jako možnost takových asociací), takže pro každé praktické schéma je potřeba samostatný článek (s uvedením, kde je vhodné toto konkrétní schéma použít). Zde uvedu např. jen jednoduchý bipolární tranzistorový obvod, vhodný řekněme pro řízení nepříliš výkonných stejnosměrných motorů (ale ukážu, jak to spočítat).

Takže příklad:

Samotný H-můstek je vyroben na tranzistorech T1, T2, T3, T4 a pomocí přídavných tranzistorů T5, T6 je sdruženo ovládání společných kláves (signál A ovládá tranzistory T1 a T4, signál B ovládá tranzistory T2 a T3).

Toto schéma funguje následovně:

Když se úroveň signálu A stane vysokou, začne proud protékat rezistorem R2 a p-n přechody tranzistorů BE T5 a T4, tyto tranzistory se otevřou, v důsledku čehož se objeví proud přes přechod BE tranzistoru T1, odpor R1 a otevřený tranzistor T5, v důsledku čehož se tranzistor T1 otevře.

Při poklesu úrovně signálu A se zablokují p-n přechody BE tranzistorů T5 a T4, tyto tranzistory se uzavřou, přestane protékat proud přes BE přechod tranzistoru T1 a také se uzavře.

Jak vypočítat takové schéma? Velmi jednoduché. Mějme napájecí napětí 12V, maximální proud motoru 1A a řídicí signál také 12V (stav „1“ odpovídá napěťové úrovni asi 12V, stav „0“ odpovídá úrovni asi nula voltů ).

Nejprve vyberte tranzistory T1, T2, T3, T4. Jakékoliv tranzistory, které vydrží napětí 12V a proud 1A, vyhoví např. KT815 (npn) a jeho komplementární dvojice - KT814 (pnp). Tyto tranzistory jsou dimenzovány na proud do 1,5 ampéru, napětí do 25 voltů a mají zisk 40.

Minimální řídicí proud tranzistorů T1, T4 vypočítáme: 1A/40=25 mA.

Vypočítáme rezistor R1 za předpokladu, že na p-n přechodech BE tranzistorů T1, T4 a na otevřeném tranzistoru T5 klesne o 0,5V: (12-3 * 0,5) / 25 = 420 Ohm. To je maximální odpor, při kterém dostaneme požadovaný řídicí proud, zvolíme tedy nejbližší nižší hodnotu ze standardního rozsahu: 390 ohmů. V tomto případě bude náš řídicí proud (12-3 * 0,5) / 390 = 27 mA a výkon rozptýlený na rezistoru: U 2 / R = 283 mW. To znamená, že odpor musí být nastaven na 0,5 W (dobře, nebo dát několik 0,125 wattů paralelně, ale tak, aby jejich celkový odpor byl 390 ohmů)

Tranzistor T5 musí vydržet stejný proud 12V a 27 mA. Vhodné např. KT315A (25 Voltů, 100 mA, minimální zisk 30).

Vypočítáme jeho řídicí proud: 27 mA / 30 = 0,9 mA.

Vypočítáme rezistor R2 za předpokladu, že na BE přechodech tranzistorů T5 a T4 poklesne 0,5 V: (12-2 * 0,5) / 0,9 = 12 kOhm. Opět volíme nejbližší nižší hodnotu ze standardního rozsahu: 10 kOhm. V tomto případě bude řídicí proud T5 činit 1,1 mA a bude se na něm odvádět 12,1 mW tepla (tedy běžný rezistor 0,125 W).

To je celý výpočet.

Zde je to, o čem bych chtěl dále mluvit. V teoretických schématech H-můstků uvedených v článku kreslíme pouze klíče, ale v uvažovaném příkladu je kromě klíčů ještě jeden prvek - diody. Každý náš klíč je posunutý diodou. Proč se to dělá a lze to udělat jinak?

V našem příkladu ovládáme elektromotor. Zátěž, na které přepínáme polaritu pomocí H-můstku, je vinutí tohoto motoru, tedy naše zátěž je indukční. A indukčnost má jednu zajímavou vlastnost – proud přes ni se nemůže prudce měnit.

Indukčnost funguje jako setrvačník – když ho roztočíme – ukládá energii (a brání roztočení), a když ji uvolníme – točí se dál (plýtvání
uložená energie). Stejně tak cívka - když je na ni přivedeno vnější napětí - začne jí protékat proud, ale neroste prudce, jako přes odpor, ale postupně, protože část energie přenášené zdrojem energie se nespotřebuje na urychlujících elektronech, ale je uložen cívkou v magnetickém poli. Když toto vnější napětí odstraníme, proud cívkou také okamžitě neklesne, ale pokračuje v toku, postupně se snižuje, teprve nyní je energie uložená dříve v magnetickém poli spotřebována na udržení tohoto proudu.

Tak. Podívejme se znovu na naši úplně první kresbu (tady je vpravo). Řekněme, že jsme měli zavřené klíče K1 a K4. Když tyto klávesy otevřeme, proud dále protéká vinutím, to znamená, že náboje se dále pohybují z bodu h1 do bodu h2 (díky energii akumulované vinutím v magnetickém poli). V důsledku tohoto pohybu nábojů potenciál bodu h1 klesá a potenciál bodu h2 roste. Výskyt rozdílu potenciálu mezi body h1 a h2, když je cívka odpojena od externího zdroje energie, je také známá jako samoindukční EMF. Během doby, kdy otevřeme klávesy K3 a K2, může potenciál bodu h1 klesnout výrazně pod nulu, stejně jako potenciál bodu h2 může výrazně vzrůst nad potenciál napájecí kolejnice. To znamená, že naše klíče mohou být vystaveny riziku poruchy vysokým napětím.

Jak se s tím vypořádat? Existují dva způsoby.

První způsob. Klávesy můžete shuntovat diodami, jako v našem příkladu. Poté, když potenciál bodu h1 klesne pod úroveň společného vodiče, otevře se dioda D3, kterou poteče proud ze společného vodiče do bodu h1 a další pokles potenciálu tohoto bodu se zastaví. Obdobně, když potenciál bodu h2 stoupne nad potenciál napájecí lišty, otevře se dioda D2, kterou protéká proud z bodu h2 do napájecí lišty, což opět brání dalšímu růstu potenciálu bodu h2.

Druhý způsob je založen na skutečnosti, že když jsou náboje čerpány z jednoho bodu obvodu do druhého, bude změna potenciálů mezi těmito dvěma body záviset na kapacitě obvodu mezi těmito body. Čím větší je kapacita, tím větší náboj potřebujete k přesunu z jednoho bodu do druhého, abyste získali stejný potenciálový rozdíl (více si přečtěte v článku „Jak fungují kondenzátory“). Na základě toho je možné omezit růst rozdílu potenciálu mezi konci vinutí motoru (a tedy i růst rozdílu potenciálu mezi body h1, h2 a silovou a pozemní sběrnicí) posunutím tohoto vinutí. s kondenzátorem. To je vlastně ten druhý způsob.

To je pro dnešek vše, hodně štěstí!

Video recenze

Princip činnosti H-můstku

Pojem „H-můstek“ vzešel z grafického znázornění tohoto obvodu, připomínajícího písmeno „H“. H-můstek se skládá ze 4 klíčů. V závislosti na aktuálním stavu spínačů je možný jiný stav motoru.

S1	S2	S3	S4	Výsledek
1	0	0	1	Motor se otáčí doprava
0	1	1	0	Motor se otáčí doleva
0	0	0	0	Volné otáčení motoru
0	1	0	1	Motor se zpomaluje
1	0	1	0	Motor se zpomaluje
1	1	0	0
0	0	1	1	Zkrat napájecího zdroje

Připojení a nastavení

H-můstek (modul Troyka) komunikuje s řídicí elektronikou přes 2 signálové vodiče D a E - rychlost a směr otáčení motoru.

Motor se připojuje na svorky M+ a M-. A napájecí zdroj pro motor je připojen svými kontakty k podložkám pro šroub P. Kladná svorka napájecího zdroje je připojena ke svorce P+ a záporná svorka ke svorce P-.

Při připojení nebo pohodlném použití.
Můžete se obejít bez dalších drátů.

Pracovní příklady

Začněme demonstrovat možnosti. Schéma zapojení je na obrázku výše. Řídicí deska je napájena přes USB nebo externí napájecí konektor.

Příklady pro Arduino

Nejprve otáčejte motorem na tři sekundy jedním a poté druhým směrem.

dc_motor_test.ino #define SPEED 11 // připne k ukončení režimu // roztočte motor jedním směrem po dobu 3 sekund digitalWrite(DIR, LOW) ; digitalWrite(SPEED, HIGH) ; zpoždění(3000) ; digitalWrite(SPEED, LOW) ; zpoždění(1000) ; // poté otočte motor na 3 sekundy opačným směrem digitalWrite(DIR, HIGH) ; digitalWrite(SPEED, HIGH) ; zpoždění(3000) ; // pak zastavte motor digitalWrite(SPEED, LOW) ; zpoždění(1000) ; )

Pokusme se zlepšit: udělejme motor plynule zrychlit na maximum a zastavit se v jednom směru a poté ve druhém.

dc_motor_test2.ino // kolík ovládání rychlosti motoru (s podporou PWM)#definujte RYCHLOST 11 // pin pro volbu směru pohybu motoru#define DIR A3 void setup() ( // připne k ukončení režimu pinMode(DIR, OUTPUT) ; pinMode(SPEED, OUTPUT) ; ) void loop() ( // změnit směr digitalWrite(DIR, LOW) ; for (int i = 0; i<= 255 ; i++ ) { analogWrite(SPEED, i) ; delay(10 ) ; } // zpomalí motor for (int i = 255 ; i > 0 ; i-- ) ( analogWrite(SPEED, i) ; delay(10) ; ) // změnit směr digitalWrite(DIR, HIGH) ; // nyní necháme motor pomalu zrychlit na maximum for (int i = 0; i<= 255 ; i++ ) { analogWrite(SPEED, i) ; delay(10 ) ; } for (int i = 255 ; i >0; i-- ) ( analogWrite(SPEED, i) ; delay(10) ; ) )

Příklad pro IskraJS

dc_motor_test.js // zahrnout knihovnu var Motor = vyžadovat("@amperka/motor" ) ; // připojte motor s indikací čepu otáček a směru otáčení var myMotor = Motor.connect (( phasePin: A3, pwmPin: P11, frekv: 100 ) ); // roztočení motoru zpět na 75% výkonu myMotor.write(0,75) ;

Prvky desky

Řidič motoru

Ovladač motoru TB6612FNG je sestava dvou polovičních H mostů. V našem modulu jsme paralelně spojili oba kanály čipu H-můstku, abychom kompenzovali zahřívání.

Motor je svými kontakty spojen s bloky pro šroub M- a M+. Polarita v tomto případě není důležitá, protože ovlivňuje směr otáčení hřídele a lze ji programově změnit.

Výkon zátěže

Napájecí zdroj pro motor (napájecí zdroj) je svými kontakty spojen s podložkami pro šroub P. Kladná svorka napájecího zdroje je připojena ke svorce P+ a záporná svorka ke svorce P-. Napájecí napětí motorů musí být mezi 3-12 V DC.

Kontakty pro připojení třívodičových smyček

1-skupina

D - směr otáčení motoru. Připojte k digitálnímu kolíku mikrokontroléru.

V - napájení logické části modulu. Připojte k napájení mikrokontroléru.

G je země. Duplikuje pin G z druhé skupiny kontaktů Troyka. Připojte k zemi mikrokontroléru.

2-skupina

E - zapnout a ovládat rychlost otáčení motoru. Připojte k digitálnímu kolíku mikrokontroléru.

V2 - napájení modulu. Zjistěte více o sdružování energie.

G je země. Duplikuje pin G z první skupiny kontaktů Troyka. Připojte k zemi mikrokontroléru.

Power pool jumper

Napájení lze připojit i přes piny V2 a G z druhé skupiny kontaktů Troyka. K tomu nastavte propojku napájení V2=P+ . V tomto případě již není nutné připojovat napájení ke kontaktům P+ a P-.

Pozornost! Propojka power poolu připojuje piny V2 ke svorkovnici P+ externího napájecího zdroje. Pokud si nejste jisti, co děláte, nebo se bojíte použít příliš vysoké napětí ze svorek H-můstku na řídicí desku, neinstalujte tuto propojku!

Tato propojka bude užitečná při instalaci H-můstku na piny, které podporují V2.

Pokud je například na desku přiváděno 12 V přes konektor externího napájení, pak nastavením propojky na Troyka Slot Shield do polohy V2-VIN získáte napětí 12 V na pinu V2 H- most. Těchto 12V lze napájet do zátěže - stačí nastavit propojku V2=P+ na H-můstku.