Vi styrer stepmotorer og jævnstrømsmotorer, L298 og Raspberry Pi. Betegnelse af radioelementer på diagrammerne Den bedste løsning til h-broen

Elektroniske transformere erstatter voluminøse stålkernetransformere. I sig selv er en elektronisk transformer, i modsætning til den klassiske, en hel enhed - en spændingsomformer.

Sådanne omformere bruges i belysning til at drive halogenlamper ved 12 volt. Hvis du reparerede lysekroner med en fjernbetjening, så har du sikkert mødt dem.

Her er skemaet af den elektroniske transformer JINDEL(model GET-03) med kortslutningsbeskyttelse.

De vigtigste strømelementer i kredsløbet er n-p-n transistorer MJE13009, som er forbundet efter halvbroordningen. De fungerer i modfase ved en frekvens på 30 - 35 kHz. Al den strøm, der leveres til belastningen, pumpes gennem dem - halogenlamper EL1 ... EL5. Dioder VD7 og VD8 er nødvendige for at beskytte transistorer V1 og V2 mod omvendt spænding. En symmetrisk dinistor (alias diac) er nødvendig for at starte kredsløbet.

På transistor V3 ( 2N5551) og elementerne VD6, C9, R9 - R11, er etkredsløb implementeret ( kortslutningsbeskyttelse).

Hvis der opstår en kortslutning i udgangskredsløbet, vil den øgede strøm, der løber gennem modstanden R8, få transistoren V3 til at udløses. Transistoren vil åbne og blokere driften af DB3-dynistoren, som starter kredsløbet.

Modstand R11 og elektrolytisk kondensator C9 forhindrer falsk beskyttelse, når lamperne tændes. I det øjeblik, lamperne tændes, er glødetrådene kolde, så konverteren producerer en betydelig strøm i begyndelsen af opstarten.

Til ensretning af netspændingen 220V anvendes et klassisk brokredsløb af 1,5-ampere dioder. 1N5399.

Induktoren L2 bruges som nedtrapningstransformator. Det optager næsten halvdelen af pladsen på konverterens printkort.

På grund af dens interne struktur anbefales det ikke at tænde den elektroniske transformer uden belastning. Derfor er minimumseffekten af den tilsluttede belastning 35 - 40 watt. På produktets krop er driftseffektområdet normalt angivet. For eksempel på kroppen af en elektronisk transformer, som er vist på det første billede, er udgangseffektområdet 35 - 120 watt. Dens mindste belastningseffekt er 35 watt.

Halogenlamper EL1 ... EL5 (belastning) forbindes bedst med en elektronisk transformer med ledninger, der ikke er længere end 3 meter. Da der løber en betydelig strøm gennem forbindelseslederne, øger lange ledninger den samlede modstand i kredsløbet. Derfor vil lamper, der er placeret længere, lyse svagere end dem, der er placeret tættere på.

Det er også værd at overveje, at modstanden af lange ledninger bidrager til deres opvarmning på grund af passagen af en betydelig strøm.

Det er også værd at bemærke, at elektroniske transformere på grund af deres enkelhed er kilder til højfrekvent interferens i netværket. Normalt placeres et filter ved indgangen af sådanne enheder, som blokerer interferens. Som du kan se på diagrammet, er der ingen sådanne filtre i elektroniske transformere til halogenlamper. Men i computerstrømforsyninger, som også er samlet efter halvbroskemaet og med en mere kompleks masteroscillator, er et sådant filter normalt monteret.

Til styring af motorerne anvendes såkaldte H-broer, som gør det muligt, ved at påføre styrelogiske signaler til indgangene, at forårsage rotation i begge retninger. I denne artikel har jeg samlet flere muligheder for H-broer. Hver har sine egne fordele og ulemper, valget er dit.

MULIGHED 1

Dette er en transistor H-bro, dens værdi er nem fremstilling, næsten alle har dele til den i skraldespanden, og den er også ret kraftfuld, især hvis du bruger KT816 og KT817 transistorer i stedet for KT814, KT815 angivet i diagrammet. Log.1 kan ikke anvendes på denne bro ved begge indgange, fordi der opstår en kortslutning.

MULIGHED #2

Denne H-bro er samlet på et mikrokredsløb, dens fordel er ét mikrokredsløb :-), og også det faktum, at den allerede har 2 H-broer. Ulemperne er blandt andet, at mikrokredsløbet er laveffekt - max. udgangsstrøm 600 mA. På E-linjen kan du anvende et PWM-signal til at styre hastigheden, hvis dette ikke er påkrævet, så skal E-pinden tilsluttes power plus.

MULIGHED #3

Denne kontrolmulighed er også på et mikrokredsløb, kraftigere end L293D, men der er kun én bro i den. Mikrokredsløbet kommer i tre versioner S, P, F. Figuren viser S-versionen P-versionen er kraftigere, og F-versionen er til overflademontering. Alle mikrokredsløb har forskellige pinouts, for andre se databladet. Forresten giver dette kredsløb dig mulighed for at anvende enheder til begge indgange, dette forårsager motorbremsning.

MULIGHED #4

Denne bro er samlet på MOSFET-transistorer, den er meget enkel og kraftig nok. To enheder kan ikke anvendes på det på samme tid.

Der er mange flere motorstyringschips (for eksempel TLE4205, L298D), men dem, der er anført ovenfor, er de mest populære. Du kan også samle en H-bro på konventionelle elektromagnetiske relæer.

I denne artikel vil vi overveje betegnelsen af radioelementer i diagrammerne.

Hvor skal man begynde at læse diagrammer?

For at lære at læse kredsløb, skal vi først og fremmest studere, hvordan dette eller det radioelement ser ud i kredsløbet. I princippet er der ikke noget kompliceret ved dette. Hele pointen er, at hvis der er 33 bogstaver i det russiske alfabet, så skal du prøve hårdt for at lære betegnelserne for radioelementer.

Indtil nu kan hele verden ikke blive enige om, hvordan man udpeger dette eller hint radioelement eller apparat. Hav det derfor i baghovedet, når du samler på borgerlige ordninger. I vores artikel vil vi overveje vores russiske GOST-version af betegnelsen af radioelementer

At lære et simpelt kredsløb

Okay, mere til sagen. Lad os se på et simpelt elektrisk kredsløb af strømforsyningen, som plejede at blinke i enhver sovjetisk papirpublikation:

Hvis du har holdt en loddekolbe i dine hænder i mere end en dag, vil alt med det samme blive klart for dig. Men blandt mine læsere er der dem, der står over for sådanne tegninger for første gang. Derfor er denne artikel primært til dem.

Nå, lad os analysere det.

Som udgangspunkt læses alle diagrammer fra venstre mod højre, ligesom du læser en bog. Enhver anden ordning kan repræsenteres som en separat blok, hvortil vi leverer noget, og hvorfra vi fjerner noget. Her har vi et strømforsyningskredsløb, som vi leverer 220 volt til fra stikkontakten i dit hus, og der kommer en konstant spænding ud fra vores blok. Det vil sige, du skal forstå hvad er hovedfunktionen i dit kredsløb. Du kan læse det i beskrivelsen til det.

Hvordan radioelementer er forbundet i et kredsløb

Så det ser ud til, at vi har besluttet os for opgaven med denne ordning. Lige linjer er ledninger eller trykte ledere, langs hvilke elektrisk strøm vil løbe. Deres opgave er at forbinde radioelementer.

Punktet, hvor tre eller flere ledere forbindes, kaldes node. Vi kan sige, at på dette sted er ledningerne loddet:

Hvis du ser nærmere på kredsløbet, kan du se skæringspunktet mellem to ledere

Et sådant kryds vil ofte blinke i diagrammerne. Husk én gang for alle: på dette tidspunkt forbinder ledningerne ikke, og de skal være isoleret fra hinanden. I moderne kredsløb kan du oftest se denne mulighed, som allerede visuelt viser, at der ikke er nogen forbindelse mellem dem:

Her går den ene ledning sådan set rundt om den anden oppefra, og de kommer ikke i kontakt med hinanden på nogen måde.

Hvis der var en forbindelse mellem dem, så ville vi se dette billede:

Bogstavbetegnelsen for radioelementer i ordningen

Lad os tage et kig på vores diagram igen.

Som du kan se, består ordningen af nogle obskure ikoner. Lad os tage et kig på en af dem. Lad det være R2-ikonet.

Så lad os først beskæftige os med inskriptionerne. R betyder. Da han ikke er den eneste i vores ordning, gav udvikleren af denne ordning ham serienummeret "2". Der er 7 af dem i ordningen. Radioelementer er generelt nummereret fra venstre mod højre og top til bund. Et rektangel med en streg indeni viser allerede tydeligt, at der er tale om en fast modstand med en effekttab på 0,25 watt. Også ved siden af den er skrevet 10K, hvilket betyder, at dens pålydende værdi er 10 Kiloom. Nå, sådan noget...

Hvordan betegnes de andre radioelementer?

For at udpege radioelementer bruges enkeltbogstavs- og flerbogstavskoder. Enkeltbogstavskoder er gruppe hvortil elementet hører. Her er de vigtigste grupper af radioelementer:

EN - disse er forskellige enheder (f.eks. forstærkere)

I - omformere af ikke-elektriske mængder til elektriske og omvendt. Dette kan omfatte forskellige mikrofoner, piezoelektriske elementer, højttalere osv. Generatorer og strømforsyninger her gælder ikke.

MED – kondensatorer

D – integrerede kredsløb og forskellige moduler

E - forskellige elementer, der ikke falder ind under nogen gruppe

F – afledere, sikringer, beskyttelsesanordninger

H – indikerings- og signalanordninger, fx lyd- og lysindikeringsanordninger

K – relæer og startere

L – induktorer og drosler

M – motorer

R – instrumenter og måleudstyr

Q - afbrydere og adskillere i strømkredsløb. Det vil sige i kredsløb, hvor en stor spænding og en stor strøm "går"

R - modstande

S - koblingsanordninger i styre-, signal- og målekredsløb

T – transformere og autotransformere

U - Omformere af elektriske mængder til elektriske kommunikationsenheder

V – halvlederenheder

W – mikrobølgeledninger og -elementer, antenner

x - kontaktforbindelser

Y – mekaniske enheder med elektromagnetisk drev

Z – terminalenheder, filtre, begrænsere

For at tydeliggøre elementet, efter et-bogstavskoden kommer det andet bogstav, som allerede betyder elementtype. Nedenfor er de vigtigste typer elementer sammen med gruppebogstavet:

BD – Detektor for ioniserende stråling

VÆRE – synkro-modtager

BL – fotocelle

BQ – piezoelektrisk element

BR – hastighedssensor

BS - Saml op

BV - hastighedssensor

BA - højttaler

BB – magnetostriktivt element

BK – termisk sensor

BM - mikrofon

BP - trykmåler

f.Kr – synkron sensor

DA – integreret analogt kredsløb

DD – integreret digitalt kredsløb, logisk element

D.S. - informationslagringsenhed

DT - forsinkelsesanordning

EL - belysningslampe

EK - et varmelegeme

FA – momentanstrømbeskyttelseselement

FP – strømbeskyttelseselement af inertivirkning

FU - sikring

FV – spændingsbeskyttelseselement

GB - batteri

HG – symbolsk indikator

HL - lyssignalanordning

HA - lydalarm

KV – spændingsrelæ

KA – strømrelæ

KK – elektrotermisk relæ

KM - magnetisk kontakt

KT – tidsrelæ

PC – pulstæller

PF – frekvensmåler

PI – aktiv energimåler

PR - ohmmeter

PS - optageenhed

PV - voltmeter

PW - wattmåler

PA - amperemeter

PK – måler for reaktiv energi

PT - holde øje

QS - afbryder

RK – termistor

RP - potentiometer

RS – måleshunt

DA – varistor

SA – skifte eller skifte

SB - trykknapkontakt

SF - Automatisk afbryder

SK – temperaturafbrydere

SL – niveauafbrydere

SP – pressostater

SQ – positionsbetjente kontakter

SR – kontakter udløst af rotationshastighed

TV – spændingstransformer

TA - strømtransformer

UB – modulator

UI – diskriminator

UR – demodulator

USD – frekvensomformer, inverter, frekvensgenerator, ensretter

VD - diode, zener diode

VL - elektrovakuumanordning

VS – tyristor

VT –

WA – antenne

vægt - faseskifter

WU - dæmper

XA – strømaftager, glidende kontakt

XP - pin

XS - rede

XT - sammenklappelig forbindelse

XW – højfrekvensstik

YA – elektromagnet

YB – bremse med elektromagnetisk drev

YC – kobling med elektromagnetisk drev

YH – elektromagnetisk plade

ZQ – kvartsfilter

Grafisk betegnelse af radioelementer i kredsløbet

Jeg vil forsøge at give de mest populære betegnelser for de elementer, der bruges i diagrammerne:

Modstande og deres typer

EN) generel betegnelse

b) effekttab 0,125 W

V) effekttab 0,25 W

G) effekttab 0,5 W

d) effekttab 1 W

e) effekttab 2 W

og) effekttab 5 W

h) effekttab 10 W

Og) effekttab 50 W

Variable modstande

Termistorer

Strain gauges

Varistorer

Shunt

Kondensatorer

-en) den generelle betegnelse for kondensatoren

b) varicon

V) polær kondensator

G) trimmer kondensator

d) variabel kondensator

Akustik

-en) hovedtelefoner

b) højttaler (højttaler)

V) generel betegnelse for en mikrofon

G) elektretmikrofon

dioder

EN) diodebro

b) den generelle betegnelse for dioden

V) zener diode

G) dobbeltsidet zenerdiode

d) tovejsdiode

e) Schottky diode

og) tunneldiode

h) omvendt diode

Og) varicap

Til) Lysdiode

l) fotodiode

m) emitterende diode i en optokobler

n) en strålingsmodtagende diode i en optokobler

Meter af elektriske mængder

EN) amperemeter

b) voltmeter

V) voltammeter

G) ohmmeter

d) frekvensmåler

e) wattmåler

og) faradometer

h) oscilloskop

Induktorer

EN) kerneløs induktor

b) kerneinduktor

V) trimmer induktor

transformere

EN) transformatorens generelle betegnelse

b) transformer med udgang fra viklingen

V) strømtransformer

G) transformer med to sekundære viklinger (måske flere)

d) trefaset transformer

Skift enheder

EN) lukker

b) åbning

V) åbning med retur (knap)

G) lukker med retur (knap)

d) skifte

e) reed switch

Elektromagnetisk relæ med forskellige grupper af kontakter

Afbrydere

EN) generel betegnelse

b) den side, der forbliver tændt, når sikringen springer, er fremhævet

V) inerti

G) hurtigtvirkende

d) termisk spole

e) Afbryder med sikring

Thyristorer

bipolær transistor

unijunction transistor

I dag vil vi overveje et kredsløb, der giver dig mulighed for at ændre polariteten af den DC-spænding, der påføres belastningen.

Behovet for at ændre polariteten af spændingen opstår ofte i motorstyring eller i brospændingsomformerkredsløb. For eksempel for DC-motorer er dette nødvendigt for at ændre rotationsretningen, og stepmotorer eller puls DC-DC-brokonvertere vil slet ikke fungere uden at løse dette problem.

Så nedenfor kan du se skemaet, som for sin eksterne lighed med bogstavet H normalt kaldes H-broen.

K1, K2, K3, K4 - administrerede nøgler

A, B, C, D - nøglekontrolsignaler

Ideen bag dette kredsløb er meget enkel:

Hvis tasterne K1 og K4 er lukkede, og tasterne K2 og K3 er åbne, så tilføres forsyningsspændingen til punktet h1, og punktet h2 lukkes til en fælles ledning. Strømmen gennem belastningen løber i dette tilfælde fra punkt h1 til punkt h2.

Hvis du gør det modsatte - åbner tasterne K1 og K4, og luk tasterne K2 og K3, så vil polariteten af spændingen ved belastningen ændre sig til det modsatte, - punkt h1 vil blive lukket til en fælles ledning, og punkt h2 - til strømbussen. Strømmen gennem belastningen vil nu løbe fra punkt h2 til punkt h1.

Ud over at ændre polariteten, tilføjer h-broen, i tilfælde af styring af elmotoren, endnu en bonus til os - evnen til at kortslutte enderne af viklingerne, hvilket fører til en skarp opbremsning af vores motor. En sådan effekt kan opnås ved samtidig at lukke enten tasterne K1 og K3 eller tasterne K2 og K4. Lad os kalde dette tilfælde "bremsetilstand". For at være retfærdig bruges denne H-bridge bonus meget sjældnere end blot en polaritetsvending (det vil blive klart hvorfor senere).

Alt kan fungere som nøgler: relæer, felteffekttransistorer, bipolære transistorer. Industrien laver H-broer indbygget i chips (for eksempel LB1838-chippen, en stepmotordriver, indeholder to indbyggede H-broer) og frigiver specielle drivere til kørsel af H-broer (f.eks. IR2110-driveren til kørefelt arbejdere). I dette tilfælde forsøger chipdesignere bestemt at presse de maksimale bonusser ud og eliminere de maksimale uønskede effekter. Det er klart, at sådanne industrielle løsninger gør arbejdet bedst, men radioklovne er fattige mennesker, og gode mikrokredsløb koster penge, så vi vil selvfølgelig overveje rent selvfremstillede muligheder for broer og deres kontrolordninger.

I selvkamp (det vil sige i amatørradiopraksis) bruges H-broer oftest enten på kraftige MOSFET'er (til høje strømme) eller på bipolære transistorer (til små strømme).

Ganske ofte kombineres nøglekontrolsignaler i par. De er kombineret på en sådan måde, at der fra et eksternt styresignal dannes to styresignaler på én gang i vores kredsløb (det vil sige for to nøgler på én gang). Dette giver os mulighed for at reducere antallet af eksterne styresignaler fra fire til to stykker (og spare 2 controllerben, hvis vi har controllerkontrol).

Oftest kombineres signaler på to måder: enten kombineres A med B, og C kombineres med D, eller A kombineres med D, og B kombineres med C. For at identificere og rette forskellene, lad os kalde metoden, når de danner par AB og CD "common control anti-phase keys" (disse taster til at ændre polariteten af den spænding, der påføres belastningen, skal fungere i anti-fase, dvs. hvis den ene åbner, skal den anden lukke), og metoden, når AD- og BC-par dannes vil blive kaldt "generel kontrol af common-mode-taster" (disse taster til at ændre polariteten, de arbejder i fase, dvs. enten skal begge åbne, eller begge skal lukke).

For at gøre det tydeligere, hvad der er på spil, ser vi på figuren til højre. Lad os yderligere blive enige om at betragte et højt spændingsniveau som en enhed, og et lavt spændingsniveau som nul. I venstre side af figuren styres transistorerne uafhængigt af hinanden. For at åbne den øvre transistor skal du anvende styresignalet A=0, og for at lukke det skal du anvende A=1. For at åbne og lukke den nedre transistor skal du anvende B=1 eller B=0. Hvis vi ved hjælp af en ekstra transistor kombinerer signalerne A og B (se højre side af figuren), så kan de øvre og nedre transistorer styres af ét fælles signal AB. Når AB=1 åbner begge transistorer, og når AB=0 lukker begge transistorer.

Figuren til venstre viser en H-bro med fælles modfase-kobling, og figuren til højre med fælles fælles-mode-omskiftning. U1 og U2 er knudepunkter, der tillader et eksternt fælles signal at danne et separat signal for hver af tasterne, der arbejder i et par.

Lad os nu tænke på, hvad hver af disse to måder at administrere giver os.

Med den generelle styring af anti-fase kontakter kan vi nemt få begge øvre eller begge nederste kontakter til at åbne (hvis kredsløbet er det samme som vores til venstre, så vil det ske med AB = CD), det vil sige, at vi har bremsning tilstand tilgængelig. Ulempen er dog, at med denne kontrolmetode vil vi næsten helt sikkert komme igennem strømme gennem transistorer, det eneste spørgsmål vil være deres størrelse. I industrielle mikruhs, for at bekæmpe dette problem, introduceres et specielt forsinkelseskredsløb for en af transistorerne.

Med den generelle kontrol af common-mode-omskiftere kan vi nemt overvinde gennemstrømme (vi skal bare først give et signal for at slukke for det transistorpar, der i øjeblikket er i brug, og først derefter et signal for at tænde det par, som vi planlægger at bruge). Men med en sådan kontrol kan du glemme bremsetilstanden (endnu mere, hvis vi ved et uheld anvender en enhed til begge eksterne styresignaler på samme tid, arrangerer vi en kortslutning i kredsløbet).

Da det at komme gennem strømme er en meget mere sur mulighed (det er ikke let at håndtere dem), foretrækker de normalt at glemme bremsetilstanden.

Ud over alt det ovenstående er det nødvendigt at forstå, at med hyppig konstant omskiftning (i omformere eller ved styring af steppere), vil det være fundamentalt vigtigt for os ikke kun at undgå forekomsten af gennemstrømme, men også at opnå det maksimale tasternes skiftehastighed, da deres opvarmning afhænger af det. Hvis vi bruger h-broen blot til at vende DC-motoren, så er koblingshastigheden ikke så kritisk, da koblingen ikke er systematisk, og tasterne, selvom de er opvarmede, vil højst sandsynligt nå at køle ned før næste kobling.

Det er hele teorien, generelt, hvis jeg husker noget andet vigtigt, vil jeg helt sikkert skrive det.

Som du forstår, er der en del praktiske ordninger for H-broer såvel som muligheder for at styre dem, da det, som vi allerede har fundet ud af, er vigtigt at tage højde for den maksimale strøm, hastigheden af skiftenøgler , og muligheder for at kombinere nøglekontrol (såvel som muligheden for sådanne foreninger), så en separat artikel er nødvendig for hver praktisk ordning (som angiver, hvor denne særlige ordning er passende at bruge). Her vil jeg for eksempel kun give et simpelt bipolært transistorkredsløb, der f.eks. er egnet til at styre ikke særlig kraftige DC-motorer (men jeg vil vise dig, hvordan du beregner det).

Så et eksempel:

Selve H-broen er lavet på transistorer T1, T2, T3, T4, og ved hjælp af yderligere transistorer T5, T6 kombineres styringen af common-mode nøgler (signal A styrer transistorer T1 og T4, signal B styrer transistorer T2 og T3).

Denne ordning fungerer som følger:

Når signalniveauet A bliver højt, begynder strømmen at løbe gennem modstanden R2 og p-n-overgangene på BE-transistorerne T5 og T4, disse transistorer åbner, hvilket resulterer i, at der kommer strøm gennem BE-forbindelsen af transistoren T1, modstanden R1 og den åbne transistor T5, som et resultat af hvilken transistoren T1 åbner .

Når signalniveauet A bliver lavt, blokeres p-n-krydset på BE-transistorerne T5 og T4, disse transistorer lukker, strømmen stopper med at strømme gennem BE-krydset på transistoren T1, og den lukker også.

Hvordan beregner man en sådan ordning? Meget simpelt. Lad os have en forsyningsspænding på 12V, en maksimal motorstrøm på 1A og et styresignal også på 12 volt (tilstand "1" svarer til et spændingsniveau på ca. 12V, tilstand "0" svarer til et niveau på ca. nul volt ).

Først skal du vælge transistorer T1, T2, T3, T4. Enhver transistor, der kan modstå en spænding på 12V og en strøm på 1A, vil gøre for eksempel KT815 (npn) og dets komplementære par - KT814 (pnp). Disse transistorer er normeret til strøm op til 1,5 ampere, spænding op til 25 volt og har en forstærkning på 40.

Vi beregner den minimale styrestrøm for transistorer T1, T4: 1A/40=25 mA.

Vi beregner modstanden R1, idet vi antager, at på BE transistorerne T1, T4 og på den åbne transistor T5, falder den med 0,5V: (12-3 * 0,5) / 25 = 420 Ohm. Dette er den maksimale modstand, hvor vi får den ønskede styrestrøm, så vi vælger den nærmeste lavere værdi fra standardområdet: 390 ohm. I dette tilfælde vil vores styrestrøm være (12-3 * 0,5) / 390 = 27 mA, og effekten afgivet på modstanden: U 2 / R = 283 mW. Det vil sige, at modstanden skal indstilles til 0,5 W (nå, eller sæt flere 0,125 watt parallelt, men så deres samlede modstand er 390 ohm)

Transistor T5 skal modstå samme 12V og 27 mA strøm. Egnet for eksempel KT315A (25 Volt, 100 mA, minimum forstærkning 30).

Vi beregner dens styrestrøm: 27 mA / 30 = 0,9 mA.

Vi beregner modstanden R2, idet vi antager, at 0,5 V falder ved BE-krydset mellem transistorer T5 og T4: (12-2 * 0,5) / 0,9 = 12 kOhm. Igen vælger vi den nærmeste lavere værdi fra standardområdet: 10 kOhm. I dette tilfælde vil styrestrømmen T5 være 1,1 mA, og 12,1 mW varme vil blive spredt på den (det vil sige, at en konventionel 0,125 W modstand vil klare sig).

Det er hele regnestykket.

Her er hvad jeg gerne vil tale om næste gang. I de teoretiske diagrammer af H-broer, der er givet i artiklen, tegner vi kun nøgler, men i det undersøgte eksempel er der ud over tasterne endnu et element - dioder. Hver af vores nøgler er shuntet af en diode. Hvorfor gøres dette og kan det gøres anderledes?

I vores eksempel styrer vi en elektrisk motor. Belastningen, som vi skifter polariteten på ved hjælp af H-broen, er viklingen af denne motor, det vil sige, vores belastning er induktiv. Og induktansen har en interessant egenskab - strømmen gennem den kan ikke ændre sig brat.

Induktansen fungerer som et svinghjul - når vi drejer det op - lagrer det energi (og forstyrrer spinding), og når vi slipper det - fortsætter det med at rotere (spild
lagret energi). Det samme er spolen - når en ekstern spænding påføres den - begynder en strøm at strømme gennem den, men den øges ikke kraftigt, som gennem en modstand, men gradvist, da en del af energien, der transmitteres af strømkilden, ikke bruges på accelererende elektroner, men lagres af spolen i et magnetfelt. Når vi fjerner denne ydre spænding, falder strømmen gennem spolen heller ikke øjeblikkeligt, men fortsætter med at flyde og falder gradvist, kun nu forbruges den energi, der er lagret tidligere i magnetfeltet, for at opretholde denne strøm.

Så. Lad os se igen på vores allerførste tegning (her er den til højre). Lad os sige, at vi havde nøglerne K1 og K4 lukket. Når vi åbner disse taster, fortsætter strømmen med at flyde gennem viklingen, det vil sige, at ladningerne fortsætter med at bevæge sig fra punkt h1 til punkt h2 (på grund af den energi, der er akkumuleret af viklingen i magnetfeltet). Som et resultat af denne bevægelse af ladninger falder potentialet for punktet h1, og potentialet for punktet h2 vokser. Forekomsten af en potentialforskel mellem punkterne h1 og h2, når spolen er afbrudt fra en ekstern strømkilde, kaldes også selvinduktions-EMK. I den tid, vi åbner tasterne K3 og K2, kan potentialet for punkt h1 falde betydeligt under nul, ligesom potentialet for punkt h2 kan vokse betydeligt over potentialet for kraftskinnen. Det vil sige, at vores nøgler kan være i risiko for nedbrud af højspænding.

Hvordan skal man håndtere det? Der er to måder.

Første vej. Du kan shunte nøglerne med dioder, som i vores eksempel. Så, når potentialet for punkt h1 falder under niveauet for den fælles ledning, vil diode D3 åbne, gennem hvilken strøm vil flyde fra den fælles ledning til punkt h1, og det yderligere fald i potentialet for dette punkt vil stoppe. På samme måde, når potentialet for punkt h2 stiger over potentialet for effektskinnen, åbner diode D2, hvorigennem strøm løber fra punkt h2 til effektskinnen, hvilket igen forhindrer yderligere vækst af potentialet for punkt h2.

Den anden måde er baseret på det faktum, at når ladninger pumpes fra et punkt i kredsløbet til et andet, vil ændringen i potentialer mellem disse to punkter afhænge af kapacitansen af kredsløbet mellem disse punkter. Jo større kapacitansen er, jo mere ladning skal du flytte fra et punkt til et andet for at opnå den samme potentielle forskel (læs mere i artiklen "Sådan fungerer kondensatorer"). Baseret på dette er det muligt at begrænse væksten af potentialforskellen mellem enderne af motorviklingen (og følgelig væksten af potentialforskellen mellem punkterne h1, h2 og strøm- og jordbusserne) ved at shunte denne vikling med en kondensator. Dette er faktisk den anden vej.

Det var alt for i dag, held og lykke!

Videoanmeldelse

Arbejdsprincip for H-bro

Udtrykket "H-bro" kom fra den grafiske gengivelse af dette kredsløb, der minder om bogstavet "H". H-broen består af 4 nøgler. Afhængigt af kontakternes aktuelle tilstand er en anden tilstand af motoren mulig.

S1	S2	S3	S4	Resultat
1	0	0	1	Motor drejer til højre
0	1	1	0	Motor drejer til venstre
0	0	0	0	Fri rotation af motoren
0	1	0	1	Motoren bremser
1	0	1	0	Motoren bremser
1	1	0	0
0	0	1	1	Kortslutning af strømforsyningen

Tilslutning og opsætning

H-broen (Troyka-modulet) kommunikerer med styreelektronikken via 2 signalledninger D og E - motorens hastighed og omdrejningsretning.

Motoren tilsluttes klemmerne M+ og M-. Og strømforsyningen til motoren er forbundet med dens kontakter til puderne til skruen P. Den positive terminal på strømforsyningen er forbundet til P+ terminalen, og den negative terminal til P-terminalen.

Når den er tilsluttet eller praktisk at bruge.
Med kan du undvære ekstra ledninger.

Eksempler på arbejde

Lad os begynde at demonstrere mulighederne. Tilslutningsdiagrammet er på billedet ovenfor. Styrekortet får strøm via USB eller et eksternt strømstik.

Eksempler til Arduino

Drej først motoren i tre sekunder i den ene retning og derefter den anden.

dc_motor_test.ino #define SPEED 11 // stifter for at afslutte tilstanden // Drej motoren i én retning i 3 sekunder digitalWrite(DIR, LOW); digitalWrite(SPEED, HIGH); forsinkelse(3000) ; digitalWrite(HASTIGHED, LAV); delay(1000) ; // Drej derefter motoren i den anden retning i 3 sekunder digitalWrite(DIR, HIGH); digitalWrite(SPEED, HIGH); forsinkelse(3000) ; // stop derefter motoren digitalWrite(HASTIGHED, LAV); delay(1000) ; )

Lad os forbedre eksperimentet: lad os få motoren til at accelerere jævnt til det maksimale og stoppe i den ene retning og derefter i den anden.

dc_motor_test2.ino // motorhastighedskontrolstift (med PWM-understøttelse)#define SPEED 11 // pin til valg af motorens bevægelsesretning#define DIR A3 void opsætning() ( // stifter for at afslutte tilstanden pinMode(DIR, OUTPUT); pinMode(HASTIGHED, OUTPUT); ) void loop() ( // ændre retning digitalWrite(DIR, LOW); for (int i = 0 ; i<= 255 ; i++ ) { analogWrite(SPEED, i) ; delay(10 ) ; } // få motoren til at bremse for (int i = 255 ; i > 0 ; i-- ) ( analogWrite(SPEED, i); delay(10); ) // ændre retning digitalWrite(DIR, HIGH); // lad os nu få motoren til langsomt at accelerere til det maksimale for (int i = 0 ; i<= 255 ; i++ ) { analogWrite(SPEED, i) ; delay(10 ) ; } for (int i = 255 ; i >0; i-- ) ( analogWrite(SPEED, i) ; forsinkelse(10 ) ; ) )

Eksempel på IskraJS

dc_motor_test.js // inkludere biblioteket var Motor = require("@amperka/motor" ); // tilslut motoren med angivelse af hastighedsstift og omdrejningsretning var myMotor = Motor.connect (( phasePin: A3, pwmPin: P11, freq: 100 ) ); // Drej motoren tilbage ved 75 % effekt myMotor.write(0.75) ;

Tavleelementer

Motor chauffør

TB6612FNG motordriveren er en samling af to H-halvbroer. I vores modul paralleliserede vi begge kanaler af H-bro-chippen for at kompensere for opvarmning.

Motoren er forbundet med sine kontakter til blokkene til skruen M- og M+. Polariteten er i dette tilfælde ligegyldig, da den påvirker akslens rotationsretning og kan ændres programmæssigt.

Belast strøm

Strømforsyningen til motoren (strømforsyning) er forbundet med dens kontakter til puderne til skruen P. Den positive terminal på strømforsyningen er forbundet til P+ terminalen, og den negative terminal til P-terminalen. Forsyningsspændingen til motorerne skal være mellem 3-12 V DC.

Kontakter til tilslutning af tre-leder sløjfer

1-gruppe

D - motorens rotationsretning. Tilslut til den digitale pin på mikrocontrolleren.

V - strømforsyning af den logiske del af modulet. Tilslut til mikrocontrollerstrøm.

G er jord. Dublerer pin G fra den anden gruppe af Troyka-kontakter. Tilslut til mikrocontrollerjord.

2-gruppe

E - tænd og kontroller motorens rotationshastighed. Tilslut til den digitale pin på mikrocontrolleren.

V2 - modul strømforsyning. Lær mere om power pooling.

G er jord. Dublerer pin G fra den første gruppe af Troyka-kontakter. Tilslut til mikrocontrollerjord.

Power pool jumper

Strømforsyning kan også tilsluttes via ben V2 og G fra den anden gruppe af Troyka-kontakter. For at gøre dette skal du indstille strømforsyningsjumperen V2=P+. I dette tilfælde er det ikke længere nødvendigt at tilslutte strøm til P+ og P- kontakterne.

Opmærksomhed! Powerpool-jumperen forbinder V2-benene til P+ klemrækken på den eksterne strømforsyning. Hvis du er usikker på, hvad du laver eller er bange for at påføre for høj spænding fra H-broens terminaler til styrekortet, skal du ikke installere denne jumper!

Denne jumper vil være nyttig, når du installerer en H-bro på stifter, der understøtter V2.

For eksempel, hvis 12 V leveres til kortet gennem det eksterne strømstik, vil du ved at indstille jumperen på Troyka Slot Shield til V2-VIN-positionen modtage en spænding på 12 V på V2-benet på H- bro. Denne 12V kan tilføres belastningen - sæt blot V2=P+ jumperen på H-broen.