Step motorları ve DC motorları, L298 ve Raspberry Pi'yi kontrol ediyoruz. Diyagramlarda radyo elemanlarının gösterimi h köprüsü için en iyi çözüm

Elektronik transformatörler, hacimli çelik çekirdekli transformatörlerin yerini alıyor. Kendi başına, klasik olandan farklı olarak bir elektronik transformatör bütün bir cihazdır - bir voltaj dönüştürücü.

Bu tür dönüştürücüler, aydınlatmada 12 voltta halojen lambalara güç sağlamak için kullanılır. Avizeleri uzaktan kumandayla tamir ettiyseniz, muhtemelen onlarla tanışmışsınızdır.

İşte elektronik transformatörün şeması CİNDEL(modeli GET-03) kısa devre korumalı.

Devrenin ana güç elemanları n-p-n transistörlerdir. MJE13009, yarım köprü şemasına göre bağlanır. 30 - 35 kHz frekansında antifazda çalışırlar. Yüke verilen gücün tamamı içlerinden pompalanır - halojen lambalar EL1 ... EL5. V1 ve V2 transistörlerini ters voltajdan korumak için VD7 ve VD8 diyotlarına ihtiyaç vardır. Devreyi başlatmak için simetrik bir dinistör (diyak olarak da bilinir) gereklidir.

Transistör V3'te ( 2N5551) ve VD6, C9, R9 - R11 elemanları, bir çıkış kısa devre koruma devresi uygulanır ( kısa devre koruması).

Çıkış devresinde bir kısa devre meydana gelirse, R8 direncinden akan artan akım, V3 transistörünün ateşlenmesine neden olur. Transistör açılacak ve devreyi başlatan DB3 dinistörünün çalışmasını engelleyecektir.

Direnç R11 ve elektrolitik kondansatör C9, lambalar açıldığında yanlış korumayı önler. Lambaların açık olduğu anda filamanlar soğuktur, bu nedenle dönüştürücü başlatma başlangıcında önemli bir akım üretir.

220V şebeke voltajını düzeltmek için 1,5 amperlik diyotlardan oluşan klasik bir köprü devresi kullanılır. 1N5399.

L2 indüktörü, düşürücü bir transformatör olarak kullanılır. Dönüştürücü PCB üzerindeki alanın neredeyse yarısını kaplar.

Elektronik transformatörün iç yapısı gereği yüksüz çalıştırılması önerilmez. Bu nedenle, bağlı yükün minimum gücü 35 - 40 watt'tır. Ürün gövdesi üzerinde genellikle çalışma gücü aralığı belirtilir. Örneğin, ilk fotoğrafta gösterilen bir elektronik transformatörün gövdesinde, çıkış gücü aralığı 35 - 120 watt'tır. Minimum yük gücü 35 watt'tır.

Halojen lambalar EL1 ... EL5 (yük) en iyi şekilde 3 metreden uzun olmayan kablolarla bir elektronik transformatöre bağlanır. Bağlantı iletkenlerinden önemli bir akım aktığı için, uzun teller devredeki toplam direnci artırır. Bu nedenle, daha uzakta bulunan lambalar, daha yakın olanlardan daha sönük parlayacaktır.

Uzun tellerin direncinin, önemli bir akımın geçmesi nedeniyle ısınmalarına katkıda bulunduğunu da dikkate almak gerekir.

Basitlikleri nedeniyle elektronik transformatörlerin ağda yüksek frekanslı parazit kaynakları olduğunu da belirtmekte fayda var. Genellikle, bu tür cihazların girişine girişimi engelleyen bir filtre yerleştirilir. Şemada da görebileceğiniz gibi, halojen lambalar için elektronik transformatörlerde böyle bir filtre yoktur. Ancak, yarım köprü şemasına göre ve daha karmaşık bir ana osilatör ile de monte edilen bilgisayar güç kaynaklarında, genellikle böyle bir filtre monte edilir.

Motorları kontrol etmek için, girişlere kontrol mantık sinyalleri uygulayarak her iki yönde dönüşe neden olan H-köprüleri kullanılır. Bu yazıda, H köprüleri için birkaç seçenek topladım. Her birinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır, seçim sizin.

SEÇENEK 1

Bu bir transistör H köprüsüdür, değeri üretim kolaylığıdır, hemen hemen herkesin çöp kutusunda bunun için parçaları vardır ve özellikle şemada belirtilen KT814, KT815 yerine KT816 ve KT817 transistörleri kullanırsanız oldukça güçlüdür. Log.1 bu köprüye her iki girişte uygulanamaz, çünkü bir kısa devre oluşacaktır.

SEÇENEK 2

Bu H köprüsü bir mikro devre üzerine monte edilmiştir, avantajı bir mikro devre :-) ve ayrıca zaten 2 H köprüsüne sahip olmasıdır. Dezavantajlar, mikro devrenin düşük güç - maks. çıkış akımı 600 mA. E hattında, hızı kontrol etmek için bir PWM sinyali uygulayabilirsiniz, bu gerekli değilse, o zaman E pimi güç artıya bağlanmalıdır.

SEÇENEK #3

Bu kontrol seçeneği aynı zamanda L293D'den daha güçlü bir mikro devre üzerindedir, ancak içinde yalnızca bir köprü vardır. Mikro devre S, P, F olmak üzere üç versiyonda gelir. Şekil S versiyonunu göstermektedir. P versiyonu daha güçlüdür ve F versiyonu yüzeye montaj içindir. Tüm mikro devrelerin farklı pin çıkışları vardır, diğerleri için veri sayfasına bakın. Bu arada, bu devre her iki girişe de birim uygulamanıza izin verir, bu motor frenine neden olur.

SEÇENEK #4

Bu köprü MOSFET transistörler üzerine monte edilmiştir, çok basit ve yeterince güçlüdür. Aynı anda iki birim uygulanamaz.

Daha birçok motor kontrol yongası vardır (örneğin, TLE4205, L298D), ancak yukarıda listelenenler en popüler olanlardır. Ayrıca geleneksel elektromanyetik röleler üzerinde bir H-köprüsü kurabilirsiniz.

Bu yazıda, şemalarda radyo elemanlarının tanımını ele alacağız.

Diyagramları okumaya nereden başlamalı?

Devreleri nasıl okuyacağımızı öğrenmek için öncelikle şu veya bu radyo elemanının devrede nasıl göründüğünü incelememiz gerekir. Prensip olarak, bu konuda karmaşık bir şey yoktur. Bütün mesele şu ki, Rus alfabesinde 33 harf varsa, o zaman radyo öğelerinin tanımlarını öğrenmek için çok denemeniz gerekecek.

Şimdiye kadar, tüm dünya şu veya bu radyo elemanını veya cihazını nasıl belirleyeceği konusunda hemfikir olamaz. Bu nedenle, burjuva planlarını toplarken bunu aklınızda bulundurun. Makalemizde, radyo elementlerinin belirlenmesine ilişkin Rus GOST versiyonumuzu ele alacağız.

Basit bir devre öğrenmek

Tamam, konuya daha yakın. Herhangi bir Sovyet kağıt yayınında yanıp sönen güç kaynağının basit bir elektrik devresine bakalım:

Elinizde bir günden fazla bir havya tutuyorsanız, bir bakışta her şey sizin için hemen netleşecektir. Ama okurlarım arasında bu tür çizimlerle ilk kez karşılaşanlar da var. Bu nedenle, bu makale esas olarak onlar içindir.

Peki, analiz edelim.

Temel olarak, tüm diyagramlar tıpkı bir kitap okur gibi soldan sağa okunur. Herhangi bir farklı şema, bir şey sağladığımız ve bir şey çıkardığımız ayrı bir blok olarak temsil edilebilir. Burada evinizin prizinden 220 volt verdiğimiz bir güç kaynağı devremiz var ve bloğumuzdan sabit bir voltaj çıkıyor. Yani, anlamalısın Devrenizin ana işlevi nedir?. Açıklama kısmından okuyabilirsiniz.

Radyo elemanları bir devrede nasıl bağlanır?

Görünüşe göre bu planın görevine karar verdik. Düz çizgiler, elektrik akımının akacağı teller veya baskılı iletkenlerdir. Görevleri radyo elemanlarını bağlamaktır.

Üç veya daha fazla iletkenin birleştiği noktaya denir. düğüm. Bu yerde kabloların lehimlendiğini söyleyebiliriz:

Devreye yakından bakarsanız, iki iletkenin kesişim noktasını görebilirsiniz.

Böyle bir kesişme diyagramlarda sıklıkla yanıp söner. Bir kez ve herkes için hatırla: bu noktada teller bağlanmaz ve birbirlerinden izole edilmeleri gerekir.. Modern devrelerde, aralarında hiçbir bağlantı olmadığını zaten görsel olarak gösteren bu seçeneği en sık görebilirsiniz:

Burada olduğu gibi, bir tel diğerinin etrafında yukarıdan dolanır ve hiçbir şekilde birbirleriyle temas etmezler.

Aralarında bir bağlantı olsaydı, şu resmi görürdük:

Şemadaki radyo elemanlarının harf tanımı

Diyagramımıza tekrar bir göz atalım.

Gördüğünüz gibi, şema bazı belirsiz simgelerden oluşuyor. Bunlardan birine bir göz atalım. R2 simgesi olsun.

Öyleyse, önce yazıtlarla ilgilenelim. r demektir. Planımızdaki tek kişi o olmadığı için, bu planın geliştiricisi ona "2" seri numarasını verdi. Programda bunlardan 7 tane var. Radyo öğeleri genellikle soldan sağa ve yukarıdan aşağıya numaralandırılır. İçinde çizgi bulunan bir dikdörtgen, bunun 0,25 watt'lık bir güç dağılımına sahip sabit bir direnç olduğunu zaten açıkça gösteriyor. Ayrıca yanında 10K yazıyor, bu da nominal değerinin 10 Kiloom olduğu anlamına geliyor. Şey, bunun gibi bir şey...

Diğer radyo elementleri nasıl belirlenir?

Radyo elemanlarını belirtmek için tek harfli ve çok harfli kodlar kullanılır. Tek harfli kodlar grup elemanın ait olduğu. İşte ana radyo elementi grupları:

A - bunlar çeşitli cihazlardır (örneğin, amplifikatörler)

İÇİNDE - elektriksel olmayan büyüklüklerin elektriksel olanlara dönüştürücüleri ve bunun tersi de geçerlidir. Bu, çeşitli mikrofonları, piezoelektrik elemanları, hoparlörleri vb. içerebilir. Jeneratörler ve güç kaynakları burada uygulama.

İLE – kapasitörler

D – entegre devreler ve çeşitli modüller

e - herhangi bir gruba girmeyen farklı unsurlar

F – parafudrlar, sigortalar, koruyucu cihazlar

H - gösterge ve sinyal cihazları, örneğin ses ve ışıklı gösterge cihazları

K – röleler ve başlatıcılar

L – indüktörler ve bobinler

M – motorlar

R – enstrümanlar ve ölçüm ekipmanları

Q - güç devrelerindeki anahtarlar ve ayırıcılar. Yani, büyük bir voltajın ve büyük bir akımın “yürüdüğü” devrelerde

R - dirençler

S - kontrol, sinyalizasyon ve ölçüm devrelerindeki anahtarlama cihazları

T – transformatörler ve otomatik transformatörler

sen - Elektrik miktarlarını elektrik, iletişim cihazlarına dönüştürenler

V – yarı iletken cihazlar

W – mikrodalga hatları ve elemanları, antenler

X - iletişim bağlantıları

Y – elektromanyetik tahrikli mekanik cihazlar

Z – terminal cihazları, filtreler, sınırlayıcılar

Elemanı açıklığa kavuşturmak için, tek harfli koddan sonra ikinci harf gelir, bu zaten şu anlama gelir: eleman tipi. Aşağıda, grup harfiyle birlikte ana öğe türleri verilmiştir:

BD – iyonlaştırıcı radyasyon detektörü

OLMAK – senkro-alıcı

BL – fotosel

BQ – piezoelektrik eleman

BR - hız sensörü

BS - toplamak

BV - hız sensörü

BA - hoparlör

BB – manyetostriktif eleman

BK - termal sensör

BM - mikrofon

kan basıncı - basınç ölçer

M.Ö – senkro sensör

DA – entegre analog devre

DD – entegre dijital devre, mantık elemanı

DS - bilgi depolama aygıtı

CE - geciktirme cihazı

EL - aydınlatma lambası

EK - bir ısıtma elemanı

FA – anlık akım koruma elemanı

FP – atalet eyleminin akım koruma elemanı

FU - sigorta

GD – voltaj koruma elemanı

GB - pil

HG – sembolik gösterge

HL - ışıklı sinyal cihazı

HA - sesli alarm cihazı

KV – gerilim rölesi

KA – akım rölesi

KK – elektrotermal röle

KM - manyetik düğme

KT – zaman rölesi

bilgisayar – darbe sayacı

PF - frekans ölçer

PI – aktif enerji ölçer

halkla ilişkiler - ohmmetre

PS - kayıt cihazı

PV - voltmetre

PW - wattmetre

PA - ampermetre

PK – reaktif enerji ölçer

PT - kol saati

QS - ayırıcı

RK – termistör

RP - potansiyometre

RS – ölçüm şant

TR – varistör

SA – geçiş yapın veya geçiş yapın

SB - düğme anahtarı

SF - Otomatik geçiş

SK – sıcaklık anahtarları

SL – seviye anahtarları

SP - basınç anahtarları

kare – konumla çalışan anahtarlar

SR – dönme hızı tarafından tetiklenen anahtarlar

televizyon - gerilim transformatörü

TA - akım trafosu

UB – modülatör

kullanıcı arayüzü – ayrımcı

UR – demodülatör

Amerikan Doları – frekans dönüştürücü, invertör, frekans üreteci, doğrultucu

VD - diyot, zener diyot

VL - elektrovakum cihazı

VS – tristör

VT –

WA – anten

ağırlık - Faz değiştirici

WU - zayıflatıcı

XA – akım toplayıcı, sürgülü kontak

XP - toplu iğne

XS - yuva

XT - katlanabilir bağlantı

XW – yüksek frekanslı konektör

evet - elektromanyetik

YB – elektromanyetik tahrikli fren

YC – elektromanyetik tahrikli debriyaj

YH – elektromanyetik plaka

ZQ – kuvars filtre

Devredeki radyo elemanlarının grafik gösterimi

Diyagramlarda kullanılan öğelerin en popüler tanımlarını vermeye çalışacağım:

Dirençler ve çeşitleri

A) Genel tayin

B) güç dağılımı 0,125 W

V) güç dağılımı 0,25 W

G) güç dağılımı 0,5 W

D) güç dağılımı 1 W

e) güç dağılımı 2 W

Ve) güç dağılımı 5 W

H) güç dağılımı 10 W

Ve) güç dağılımı 50 W

Direnç değişkeni

termistörler

Gerinim ölçerler

varistörler

şant

kapasitörler

A) kapasitörün genel tanımı

B) varikond

V) polar kapasitör

G) düzeltici kondansatör

D) değişken kapasitör

Akustik

A) kulaklık

B) hoparlör (hoparlör)

V) bir mikrofonun genel tanımı

G) elektret mikrofon

diyotlar

A) diyot köprüsü

B) diyotun genel tanımı

V) zener diyot

G) çift taraflı zener diyot

D) çift yönlü diyot

e) Schottky diyot

Ve) tünel diyotu

H) ters diyot

Ve) varikap

İle) Işık yayan diyot

ben) fotodiyot

M) bir optokuplörde diyot yayan

N) bir optokuplörde radyasyon alan bir diyot

Elektrik miktarlarının metreleri

A) ampermetre

B) voltmetre

V) voltammetre

G) ohmmetre

D) frekans ölçer

e) wattmetre

Ve) faradometre

H) osiloskop

indüktörler

A) çekirdeksiz indüktör

B) çekirdek indüktör

V) düzeltici indüktör

transformatörler

A) transformatörün genel tanımı

B) sargı çıkışı olan transformatör

V) akım trafosu

G) iki sekonder sargılı transformatör (belki daha fazla)

D) üç fazlı trafo

Anahtarlama cihazları

A) kapanış

B) açılış

V) dönüşlü açma (düğme)

G) dönüş (düğmesi) ile kapatma

D) anahtarlama

e) Manyetik anahtar

Farklı kontak gruplarına sahip elektromanyetik röle

Devre kesiciler

A) Genel tayin

B) sigorta attığında enerjili kalan taraf vurgulanır

V) atalet

G) hızlı hareket

D) termal bobin

e) sigortalı yük ayırıcı

tristörler

iki kutuplu transistör

tek bağlantılı transistör

Bugün, yüke uygulanan DC voltajının polaritesini değiştirmenize izin veren bir devreyi ele alacağız.

Voltajın polaritesini değiştirme ihtiyacı genellikle motor kontrolünde veya köprü voltaj dönüştürücü devrelerinde ortaya çıkar. Örneğin, DC motorlar için bu, dönüş yönünü değiştirmek için gereklidir ve kademeli motorlar veya darbeli DC-DC köprü dönüştürücüler, bu sorunu çözmeden hiç çalışmayacaktır.

Bu nedenle, aşağıda, H harfiyle dışsal benzerliği nedeniyle genellikle H köprüsü olarak adlandırılan şemayı görebilirsiniz.

K1, K2, K3, K4 - yönetilen anahtarlar

A, B, C, D - tuş kontrol sinyalleri

Bu devrenin arkasındaki fikir çok basit:

K1 ve K4 tuşları kapalı ve K2 ve K3 tuşları açıksa, h1 noktasına besleme gerilimi uygulanır ve h2 noktası ortak bir kabloya kapatılır. Bu durumda yükten geçen akım h1 noktasından h2 noktasına akar.

Tersini yaparsanız - K1 ve K4 tuşlarını açın ve K2 ve K3 tuşlarını kapatın, ardından yükteki voltajın polaritesi tersine değişecektir - h1 noktası ortak bir kabloya kapatılacak ve h2 noktası - güç otobüsüne. Yükten geçen akım şimdi h2 noktasından h1 noktasına akacaktır.

Polariteyi değiştirmeye ek olarak, elektrik motorunu kontrol etme durumunda h köprüsü bize bir bonus daha ekler - motorumuzun keskin bir şekilde frenlenmesine yol açan sargıların uçlarını kısa devre yapma yeteneği. Böyle bir etki, K1 ve K3 tuşları veya K2 ve K4 tuşları aynı anda kapatılarak elde edilebilir. Bu duruma "frenleme modu" diyelim. Adil olmak gerekirse, bu H-köprüsü bonusu, sadece bir kutup tersine çevirmeden çok daha az kullanılır (nedeni daha sonra anlaşılacaktır).

Her şey anahtar görevi görebilir: röleler, alan etkili transistörler, bipolar transistörler. Endüstri, yongalara yerleşik H köprüleri yapar (örneğin, bir kademeli motor sürücüsü olan LB1838 yongası, iki yerleşik H köprüsü içerir) ve H köprülerini sürmek için özel sürücüler sunar (örneğin, sürüş alanı için IR2110 sürücüsü işçiler). Bu durumda, çip tasarımcıları kesinlikle maksimum bonusları sıkıştırmaya ve maksimum istenmeyen etkileri ortadan kaldırmaya çalışır. Bu tür endüstriyel çözümlerin işi en iyi şekilde yaptığı açıktır, ancak radyo palyaçoları fakir insanlardır ve iyi mikro devreler maliyetlidir, bu nedenle, elbette, köprüler ve kontrol şemaları için tamamen kendi kendine yapılan seçenekleri değerlendireceğiz.

Kendi kendine mücadelede (yani amatör radyo pratiğinde), H-köprüleri çoğunlukla ya güçlü MOSFET'lerde (yüksek akımlar için) veya iki kutuplu transistörlerde (küçük akımlar için) kullanılır.

Çoğu zaman, anahtar kontrol sinyalleri çiftler halinde birleştirilir. Devremizde bir kerede bir harici kontrol sinyalinden iki kontrol sinyali oluşacak şekilde birleştirilirler (yani, aynı anda iki anahtar için). Bu, harici kontrol sinyallerinin sayısını dörtten iki parçaya düşürmemizi sağlar (ve kontrolör kontrolümüz varsa 2 kontrolör bacağından tasarruf etmemizi sağlar).

Çoğu zaman, sinyaller iki şekilde birleştirilir: ya A, B ile birleştirilir ve C, D ile birleştirilir veya A, D ile birleştirilir ve B, C ile birleştirilir. Farklılıkları belirlemek ve düzeltmek için, şu yöntemi çağıralım: AB ve CD çiftlerini "ortak kontrol anti-faz tuşları" oluştururlar (yüke uygulanan voltajın polaritesini değiştirmek için bu tuşlar anti-fazda çalışmalıdır, yani biri açılırsa diğeri kapanmalı) ve yöntem ne zaman AD ve BC çiftleri "ortak mod tuşlarının genel kontrolü" olarak adlandırılacaktır (bu tuşlar polariteyi değiştirir, fazda çalışırlar, yani ya her ikisi de açılmalı ya da her ikisi de kapanmalıdır).

Neyin tehlikede olduğunu daha net hale getirmek için sağdaki şekle bakıyoruz. Ayrıca, yüksek voltaj seviyesini bir birim olarak ve düşük voltaj seviyesini sıfır olarak kabul etmemize izin verin. Şeklin sol tarafında transistörler birbirinden bağımsız olarak kontrol edilmektedir. Üst transistörü açmak için A=0 kontrol sinyalini uygulamanız, kapatmak için A=1 uygulamanız gerekir. Alt transistörü açıp kapamak için B=1 veya B=0 uygulamanız gerekir. Ek bir transistör kullanarak A ve B sinyallerini birleştirirsek (şeklin sağ tarafına bakın), o zaman üst ve alt transistörler ortak bir AB sinyali tarafından kontrol edilebilir. AB=1 olduğunda her iki transistör de açılır ve AB=0 olduğunda her iki transistör de kapanır.

Soldaki şekil ortak anti-faz anahtarlamalı bir H köprüsünü ve sağdaki şekil ortak ortak mod anahtarlamalı gösterir. U1 ve U2, bir çift olarak çalışan tuşların her biri için bir harici ortak sinyalin ayrı bir sinyal oluşturmasına izin veren düğümlerdir.

Şimdi bu iki yönetim biçiminin her birinin bize neler kazandırdığını düşünelim.

Anti-faz anahtarlarının genel kontrolü ile hem üst hem de alt anahtarları kolayca açık hale getirebiliriz (eğer devre soldaki bizimkiyle aynıysa, bu AB = CD ile olur), yani frenlememiz var modu mevcuttur. Ancak dezavantajı, bu kontrol yöntemiyle akımları transistörler aracılığıyla neredeyse kesinlikle geçeceğimiz, tek sorunun büyüklükleri olacağıdır. Endüstriyel mikruhlarda bu sorunla mücadele etmek için transistörlerden biri için özel bir geciktirme devresi devreye sokulur.

Ortak mod anahtarlarının genel kontrolü ile, akımları kolayca aşabiliriz (önce şu anda kullanımda olan transistör çiftini kapatmak için bir sinyal vermemiz ve ancak o zaman çifti açmak için bir sinyal vermemiz gerekir. kullanmayı planlıyor). Bununla birlikte, böyle bir kontrolle, frenleme modunu unutabilirsiniz (dahası, yanlışlıkla her iki harici kontrol sinyaline aynı anda bir birim uygularsak, devrede bir kısa devre düzenleriz).

Akımlardan geçmek çok daha asidik bir seçenek olduğundan (onlarla baş etmek kolay değildir), genellikle frenleme modunu unutmayı tercih ederler.

Yukarıdakilerin hepsine ek olarak, sık sık sürekli anahtarlamayla (dönüştürücülerde veya adımlayıcıları kontrol ederken), yalnızca geçiş akımlarının oluşmasını önlemenin değil, aynı zamanda maksimuma ulaşmanın da bizim için temelde önemli olacağını anlamak gerekir. ısınmaları buna bağlı olduğundan tuşların geçiş hızı. DC motoru tersine çevirmek için h köprüsünü kullanırsak, anahtarlama hızı o kadar kritik değildir, çünkü anahtarlama sistematik değildir ve anahtarlar ısıtılsa bile büyük olasılıkla bir sonraki anahtardan önce soğumak için zamana sahip olacaktır.

Bütün teori bu, genel olarak, başka önemli bir şey hatırlarsam, kesinlikle yazacağım.

Anladığınız gibi, H köprülerinin pek çok pratik şeması ve bunları kontrol etmek için seçenekler var, çünkü daha önce anladığımız gibi, maksimum akımı, anahtar değiştirme hızını hesaba katmak önemlidir. ve anahtar kontrolü birleştirme seçenekleri (ve bu tür ilişkilendirmelerin olasılığı), bu nedenle her pratik şema için ayrı bir makale gereklidir (bu özel şemanın nerede kullanılmasının uygun olduğunu gösterir). Burada, örneğin, çok güçlü olmayan DC motorları kontrol etmek için uygun, yalnızca basit bir iki kutuplu transistör devresi vereceğim (ama size nasıl hesaplanacağını göstereceğim).

Yani bir örnek:

H köprüsünün kendisi T1, T2, T3, T4 transistörleri üzerinde yapılır ve ek transistörler T5, T6'nın yardımıyla ortak mod tuşlarının kontrolü birleştirilir (A sinyali T1 ve T4 transistörlerini kontrol eder, B sinyali transistörleri kontrol eder) T2 ve T3).

Bu şema şu şekilde çalışır:

A sinyal seviyesi yükseldiğinde, akım R2 direncinden ve BE transistörleri T5 ve T4'ün p-n bağlantılarından akmaya başlar, bu transistörler açılır, bunun sonucunda akım T1 transistörünün BE bağlantı noktasından görünür, direnç R1 ve açık transistör T5, bunun sonucunda T1 transistörü açılır .

A sinyal seviyesi düştüğünde, BE transistörleri T5 ve T4'ün p-n bağlantıları bloke edilir, bu transistörler kapanır, T1 transistörünün BE bağlantısından akım akışı durur ve o da kapanır.

Böyle bir şema nasıl hesaplanır? Çok basit. 12V besleme voltajına, 1A maksimum motor akımına ve ayrıca 12 voltluk bir kontrol sinyaline sahip olalım (“1” durumu yaklaşık 12V'luk bir voltaj seviyesine karşılık gelir, “0” durumu yaklaşık sıfır volt seviyesine karşılık gelir) ).

İlk olarak, T1, T2, T3, T4 transistörlerini seçin. 12V voltaja ve 1A akıma dayanabilen herhangi bir transistör, örneğin KT815 (npn) ve tamamlayıcı çifti - KT814 (pnp) yapacaktır. Bu transistörler, 1,5 ampere kadar akım, 25 volta kadar voltaj ve 40 kazanç değerine sahiptir.

T1, T4 transistörlerinin minimum kontrol akımını hesaplıyoruz: 1A/40=25 mA.

BE transistörleri T1, T4'ün p-n bağlantılarında ve açık transistör T5'te 0,5V düştüğünü varsayarak R1 direncini hesaplıyoruz: (12-3 * 0,5) / 25 = 420 Ohm. Bu, istenen kontrol akımını elde edeceğimiz maksimum dirençtir, bu nedenle standart aralıktan en yakın düşük değeri seçeceğiz: 390 ohm. Bu durumda kontrol akımımız (12-3*0.5) / 390 = 27 mA ve direnç üzerinde dağılan güç: U 2 / R = 283 mW olacaktır. Yani, direnç 0,5 W'a ayarlanmalıdır (peki ya da birkaç 0,125 watt'ı paralel olarak koyun, ancak toplam dirençleri 390 Ohm olsun)

Transistör T5, aynı 12V ve 27 mA akıma dayanmalıdır. Uygun, örneğin KT315A (25 Volt, 100 mA, minimum kazanç 30).

Kontrol akımını hesaplıyoruz: 27 mA / 30 = 0,9 mA.

T5 ve T4 transistörlerinin BE bağlantı noktalarında 0,5 V düştüğünü varsayarak R2 direncini hesaplıyoruz: (12-2 * 0,5) / 0,9 = 12 kOhm. Yine standart aralıktan en yakın alt değeri seçiyoruz: 10 kOhm. Bu durumda, kontrol akımı T5 1,1 mA olacak ve üzerinde 12,1 mW ısı yayılacaktır (yani, geleneksel bir 0,125 W direnç yapacaktır).

Bütün hesaplama bu.

Bundan sonra bahsetmek istediğim şey şu. Makalede verilen H köprülerinin teorik diyagramlarında sadece anahtarlar çiziyoruz, ancak söz konusu örnekte anahtarlara ek olarak bir eleman daha var - diyotlar. Anahtarlarımızın her biri bir diyot tarafından şöntlenmiştir. Bu neden yapılır ve farklı şekilde yapılabilir mi?

Örneğimizde bir elektrik motorunu kontrol ediyoruz. H köprüsünü kullanarak kutup değiştirdiğimiz yük, bu motorun sargısıdır, yani yükümüz endüktiftir. Ve endüktansın ilginç bir özelliği vardır - içinden geçen akım aniden değişemez.

Endüktans bir volan gibi çalışır - onu döndürdüğümüzde - enerji depolar (ve dönmeye müdahale eder) ve serbest bıraktığımızda - dönmeye devam eder (boşa harcanır)
depolanmış enerji). Bobin de öyle - ona harici bir voltaj uygulandığında - içinden bir akım akmaya başlar, ancak bir direnç aracılığıyla olduğu gibi keskin bir şekilde artmaz, ancak güç kaynağı tarafından iletilen enerjinin bir kısmı harcanmadığı için kademeli olarak artar. hızlanan elektronlarda, ancak bobin tarafından bir manyetik alanda depolanır. Bu harici voltajı kaldırdığımızda, bobinden geçen akım da anında düşmez, ancak yavaş yavaş azalarak akmaya devam eder, ancak şimdi bu akımı korumak için manyetik alanda daha önce depolanan enerji tüketilir.

Bu yüzden. İlk çizimimize tekrar bakalım (işte burada, sağda). Diyelim ki K1 ve K4 anahtarlarımız kapalı. Bu anahtarları açtığımızda sargıdan akım akmaya devam eder, yani yükler h1 noktasından h2 noktasına hareket etmeye devam eder (manyetik alanda sargının biriktirdiği enerjiden dolayı). Yüklerin bu hareketi sonucunda h1 noktasının potansiyeli düşer ve h2 noktasının potansiyeli artar. Bobinin harici bir güç kaynağından bağlantısı kesildiğinde h1 ve h2 noktaları arasında potansiyel bir farkın oluşması, kendinden endüksiyonlu EMF olarak da bilinir. K3 ve K2 anahtarlarını açtığımız süre boyunca h1 noktasının potansiyeli önemli ölçüde sıfırın altına düşebilir ve ayrıca h2 noktasının potansiyeli güç rayının potansiyelinin önemli ölçüde üzerine çıkabilir. Yani anahtarlarımız yüksek voltaj nedeniyle bozulma riskiyle karşı karşıya olabilir.

Nasıl başa çıkılır bununla? İki yol var.

İlk yol. Örneğimizde olduğu gibi anahtarları diyotlarla şöntleyebilirsiniz. Daha sonra, h1 noktasının potansiyeli ortak tel seviyesinin altına düştüğünde, akımın ortak telden h1 noktasına akacağı D3 diyotu açılır ve bu noktanın potansiyelindeki daha fazla düşüş durur. Benzer şekilde, h2 noktasının potansiyeli güç rayının potansiyelinin üzerine çıktığında, akımın h2 noktasından güç rayına aktığı D2 diyotu açılır ve bu yine h2 noktasının potansiyelinin daha fazla büyümesini engeller.

İkinci yol, yükler devrenin bir noktasından diğerine pompalandığında, bu iki nokta arasındaki potansiyel değişiminin bu noktalar arasındaki devrenin kapasitansına bağlı olacağı gerçeğine dayanmaktadır. Kapasitans ne kadar büyük olursa, aynı potansiyel farkı elde etmek için bir noktadan diğerine o kadar fazla yük taşımanız gerekir (“Kapasitörler Nasıl Çalışır” makalesinde daha fazlasını okuyun). Buna dayanarak, bu sargıyı şöntleyerek motor sargısının uçları arasındaki potansiyel farkın büyümesini (ve buna bağlı olarak h1, h2 noktaları ile güç ve toprak baraları arasındaki potansiyel farkın büyümesini) sınırlamak mümkündür. bir kapasitör ile. Bu aslında ikinci yoldur.

Bugünlük bu kadar, iyi şanslar!

Video incelemesi

H köprüsünün çalışma prensibi

"H köprüsü" terimi, "H" harfini anımsatan bu devrenin grafik gösteriminden geldi. H köprüsü 4 anahtardan oluşur. Anahtarların mevcut durumuna bağlı olarak motorun farklı bir durumu mümkündür.

S1	Ö2	S3	S4	Sonuç
1	0	0	1	Motor sağa döner
0	1	1	0	Motor sola döner
0	0	0	0	Motorun serbest dönüşü
0	1	0	1	Motor yavaşlıyor
1	0	1	0	Motor yavaşlıyor
1	1	0	0
0	0	1	1	Güç kaynağının kısa devresi

Bağlantı ve kurulum

H köprüsü (Troyka modülü), motorun hızı ve dönüş yönü olan 2 sinyal kablosu D ve E üzerinden kontrol elektroniği ile iletişim kurar.

Motor, M+ ve M- terminallerine bağlanır. Ve motorun güç kaynağı, kontakları ile P vidası için pedlere bağlanır. Güç kaynağının artı ucu P+ ucuna, eksi ucu da P- ucuna bağlanır.

Bağlandığında veya kullanımı uygun olduğunda.
Ekstra kablolar olmadan yapabilirsiniz.

İş örnekleri

Olasılıkları göstermeye başlayalım. Bağlantı şeması yukarıdaki resimdedir. Kontrol kartına USB veya harici bir güç konektörü üzerinden güç sağlanır.

Arduino için Örnekler

Önce motoru üç saniye bir yönde ve ardından diğer yönde çevirin.

dc_motor_test.ino #define HIZ 11 // moddan çıkmak için iğneler // motoru 3 saniye boyunca bir yönde döndür digitalWrite(DIR, DÜŞÜK) ; digitalWrite(HIZ, YÜKSEK) ; gecikme(3000) ; digitalWrite(HIZ, DÜŞÜK) ; gecikme(1000) ; // ardından motoru 3 saniye boyunca diğer yönde çevirin digitalWrite(DIR, YÜKSEK) ; digitalWrite(HIZ, YÜKSEK) ; gecikme(3000) ; // sonra motoru durdur digitalWrite(HIZ, DÜŞÜK) ; gecikme(1000) ; )

Deneyi geliştirelim: motorun sorunsuz bir şekilde maksimuma hızlanmasını ve bir yönde ve sonra diğer yönde durmasını sağlayalım.

dc_motor_test2.ino // motor hız kontrol pini (PWM destekli)#define HIZ 11 // motorun hareket yönünü seçmek için pin#define DIR A3 geçersiz kurulum() ( // moddan çıkmak için iğneler pinMode(DIR, ÇIKIŞ) ; pinMode(HIZ, ÇIKIŞ) ; ) geçersiz döngü() ( // Yönü değiştir digitalWrite(DIR, DÜŞÜK) ; için (int ben = 0 ; ben<= 255 ; i++ ) { analogWrite(SPEED, i) ; delay(10 ) ; } // motoru yavaşlatmak for (int i = 255 ; i > 0 ; i-- ) ( analogWrite(SPEED, i) ; delay(10 ) ; ) // Yönü değiştir digitalWrite(DIR, YÜKSEK) ; // şimdi motoru yavaşça maksimum hıza çıkaralım için (int ben = 0 ; ben<= 255 ; i++ ) { analogWrite(SPEED, i) ; delay(10 ) ; } for (int i = 255 ; i >0; i-- ) ( analogWrite(SPEED, i) ; gecikme(10 ) ; ) )

IskraJS için örnek

dc_motor_test.js // kitaplığı dahil et var Motor = request("@amperka/motor" ) ; // motoru hız pimi ve dönüş yönü göstergesi ile bağlayın var myMotor = Motor.connect (( phasePin: A3, pwmPin: P11, freq: 100 ) ) ; // motoru %75 güçte döndür myMotor.write(0.75) ;

Pano elemanları

Motor sürücüsü

TB6612FNG motor sürücüsü, iki H yarım köprüden oluşan bir gruptur. Modülümüzde, ısınmayı telafi etmek için H köprüsü çipinin her iki kanalını paralel hale getirdik.

Motor, kontaklarıyla M- ve M + vidası bloklarına bağlanır. Bu durumda polarite önemsizdir, çünkü milin dönme yönünü etkiler ve programlı olarak değiştirilebilir.

Yük gücü

Motor için güç kaynağı (güç kaynağı), kontakları ile P vidası için pedlere bağlanır. Güç kaynağının artı ucu P+ ucuna, eksi ucu da P- ucuna bağlanır. Motorların besleme gerilimi 3-12 VDC arasında olmalıdır.

Üç telli döngüleri bağlamak için kontaklar

1-grup

D - motorun dönüş yönü. Mikrodenetleyicinin dijital pinine bağlayın.

V - modülün mantıksal kısmının güç kaynağı. Mikrodenetleyici gücüne bağlayın.

G topraktır. Troyka kontaklarının ikinci grubundan pin G'yi kopyalar. Mikrodenetleyici toprağına bağlayın.

2-grup

E - motorun dönüş hızını açın ve kontrol edin. Mikrodenetleyicinin dijital pinine bağlayın.

V2 - modül güç kaynağı. Güç havuzu oluşturma hakkında daha fazla bilgi edinin.

G topraktır. Troyka bağlantılarının ilk grubundan pin G'yi kopyalar. Mikrodenetleyici toprağına bağlayın.

Güç havuzu atlama teli

Güç kaynağı, Troyka kontaklarının ikinci grubundan V2 ve G pinleri aracılığıyla da bağlanabilir. Bunu yapmak için, güç kaynağı atlama telini V2=P+ olarak ayarlayın. Bu durumda, P+ ve P- kontaklarına güç bağlamak artık gerekli değildir.

Dikkat! Güç havuzu atlama kablosu, V2 pinlerini harici güç kaynağının P+ terminal bloğuna bağlar. Ne yaptığınızdan emin değilseniz veya H-köprüsü terminallerinden kontrol kartına çok yüksek voltaj uygulamaktan korkuyorsanız, bu jumper'ı takmayın!

Bu atlama teli, V2'yi destekleyen pinlere bir H-köprüsü kurarken faydalı olacaktır.

Örneğin, karta harici güç konektörü aracılığıyla 12 V verilirse, Troyka Slot Shield üzerindeki jumper'ı V2-VIN konumuna ayarlayarak, H-'nin V2 pininde 12 V'luk bir voltaj alırsınız. köprü. Bu 12V yüke beslenebilir - sadece H köprüsünde V2=P+ jumper'ı ayarlayın.