Плата драйвера энергоэффективного двигателя: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Представленный проект представляет собой печатную плату шагового двигателя / драйвера двигателя с ИС драйвера двигателя SN754410, включая некоторые функции энергосбережения. Плата может управлять 2 двигателями постоянного тока или шаговым двигателем с помощью двойной мостовой схемы H в ИС. Микросхема SN754410 широко используется для привода двигателей, поскольку она работает в широком диапазоне напряжений и может управлять током до 1 А на канал.

Дополнительная вещь здесь - это схема переключения питания, которая отключает питание IC, это может быть очень энергоэффективным, чем обычные спящие режимы. Для включения питания схемы драйвера требуется внешний сигнал от контроллера. Схема переключения построена на паре NPN-транзисторов и полевом МОП-транзисторе с каналом P, который пропускает мощность только тогда, когда мы подаем импульс на схему.

Используя схему переключения, потребляемая мощность схемы драйвера двигателя равна нулю, и, подав ВЫСОКИЙ импульс на схему переключения, можно было бы легко использовать эту плату в обычном режиме. Более того, ИС также может управлять другими нагрузками, такими как реле или соленоиды. Таким образом, с дополнительной схемой переключения питания плата может стать очень удобным инструментом для производителей.

Шаг 1. Используемые компоненты

1. IC SN754410 / L293D IC

2. 2 X 4-контактный разъем

3. 3-х контактный разъем

4. 2-контактная клеммная колодка с винтовыми зажимами.

5. МОП-транзистор с каналом P

6. 2 транзистора NPN

7. 2 резистора по 100 кОм

8. Резистор 1к

9. Резистор 220 кОм

10. Диод 1N4148

11. 2 конденсатора по 0,1 мкФ

Шаг 2: Введение

Схема драйвера двигателя действует как интерфейс между двигателем и контроллером. Схема принимает сигналы низкого тока, подаваемые контроллером, и преобразует их в сигналы более высокого тока, которые могут приводить в действие двигатель. Схема драйвера двигателя состоит из ИС или дискретных полевых транзисторов, которые могут обрабатывать большую мощность. ИС драйвера двигателя - это ИС усилителя тока, и они действуют как мост между контроллером и двигателем. ИС драйвера включает в себя схему, которая помогает нам взаимодействовать между H-мостом (который фактически управляет двигателем) и сигналами, которые сообщают H-мосту, как управлять двигателем. Однако разные чипы предлагают разные интерфейсы.

В этом проекте мы будем использовать одну из самых известных микросхем драйвера двигателя L293D.

Шаг 3: Схема переключения мощности

Эта схема отключает питание ИС до тех пор, пока она не получит внешний сигнал высокого уровня. Например, при использовании этой схемы в таком проекте, как датчик движения PIR с Arduino, она будет включать Arduino, когда что-то обнаруживается датчиком, и технически говоря, когда датчик отправляет ВЫСОКИЙ импульс. Здесь мы используем эту схему в нашей плате драйвера двигателя, которая не пропускает мощность на ИС до тех пор, пока на триггерный вывод не будет подан ВЫСОКИЙ импульс, экономя большую часть энергии извне, в то время как драйвер не нужен.

Схема построена на МОП-транзисторе с каналом P и паре NPN-транзисторов. Когда на схему подается ВЫСОКИЙ импульс, транзистор Т1 становится активным, и мощность достигает базы транзистора Т2. Таким образом, вывод затвора полевого МОП-транзистора имеет низкий уровень, и это позволяет току течь через полевой МОП-транзистор, и плата получает питание.

Шаг 4: Схема драйвера двигателя

Наша схема драйвера двигателя может быть построена на микросхемах L293D или SN754410. L293D - это четырехканальный сильноточный полупроводниковый драйвер. Он обеспечивает двунаправленные токи до 600 мА при напряжении от 4,5 В до 36 В. ИС состоит из двух H-мостов, с помощью которых он может управлять 2 двигателями постоянного тока или шаговым двигателем вместе с соленоидами, реле и другими индуктивными нагрузками. SN754410, однако, лучше заменит микросхему L293D. Он обеспечивает двунаправленные токи до 1 А в том же диапазоне напряжений, что и L293D. Он также имеет некоторые функции безопасности, такие как автоматическое отключение при перегреве, защита от перегрузки по току и т. Д.

Схема очень проста, нам просто нужно следовать схеме выводов микросхемы. Обычно два контакта включения IC и вывод 5V Vcc подключаются, так что выходы включены все время. Нам нужно подключить выход коммутационной цепи, обозначенный на схеме буквой A, к выводу Vcc микросхемы. Более того, конденсаторы емкостью 0,1 мкФ на соединениях двигателя предпочтительны для предотвращения излучаемых электрических всплесков.

Затем мы будем использовать разъемы, чтобы мы могли легко подключать источник питания и двигатели. Двигатель Vcc подключается через другой двухконтактный винтовой зажим. 5V, GND и триггер должны применяться снаружи, и для них используется 3-контактный разъем. Затем для ввода и вывода двигателей и сигналов мы будем использовать два 4-контактных разъема.

Шаг 5: Готово

После пайки всех компонентов и разъемов мы сделали энергоэффективную и очень простую в использовании плату драйвера двигателя. Теперь вы можете выключить драйвер, когда он не используется, и когда вы хотите, чтобы он был активным, подайте высокий импульс от вашего Arduino для запуска пина или любого другого контроллера, и он готов к использованию.

Надеюсь, вам понравились инструкции.

Спасибо за прочтение!