МОТОРНЫЙ ВОДИТЕЛЬ С ПРИВОДОМ MOSET: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

МОТОРНЫЕ ВОДИТЕЛИ

• Приводы двигателей являются неотъемлемой частью мира робототехники, поскольку большинству роботов для работы требуются двигатели, а для эффективного управления двигателями в игру вступают приводы двигателей.
• Это небольшой усилитель тока; Функция драйверов двигателя состоит в том, чтобы принимать слаботочный управляющий сигнал и затем преобразовывать его в более сильный сигнал, который может приводить в действие двигатель.
• Слаботочный управляющий сигнал поступает от микроконтроллера (в моем случае Arduino Uno), который может выдавать выходной сигнал в диапазоне 0-5 В при максимуме 40 мА, который затем обрабатывается драйвером двигателя для получения более высокого выходного тока, то есть 12-24 В при 2- 4А.
• Моторные драйверы обычно состоят из двух частей

1. Схема интерпретатора широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для управления скоростью двигателя в соответствии с изменяющимся входным ШИМ от драйвера двигателя.
2. Схема управления направлением для управления направлением двигателя.

Шаг 1: ЦЕПЬ ПЕРЕВОДЧИКА ШИМ

НЕОБХОДИМЫЕ КОМПОНЕНТЫ

1. IRF250N МОП-транзистор
2. РЕЗИСТОР 10 КОм
3. 2А ДИОД * 2
4. АККУМУЛЯТОР 12В

IRF 250N - это полевой МОП-транзистор с логическим уровнем, который преобразует входное напряжение 0-5 В на затворе в соответствующее максимальное напряжение 0 (подключенной батареи).

Резистор 10 кОм - это понижающий резистор, который удерживает логический сигнал около нуля вольт, когда никакое другое активное устройство не подключено.

Диоды используются как обратный диод. Обратный диод (иногда называемый обратным диодом) - это диод, используемый для устранения обратного хода, который представляет собой внезапный всплеск напряжения, наблюдаемый на индуктивной нагрузке, когда ее ток питания внезапно уменьшается или прерывается.

ПРИМЕЧАНИЕ. Поскольку используется внешняя батарея, она должна быть заземлена вместе с микроконтроллером. Это делается путем подключения отрицательной клеммы аккумулятора к GND микроконтроллера.

Шаг 2: ЦЕПЬ УПРАВЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЕМ

НЕОБХОДИМЫЕ КОМПОНЕНТЫ

1. 8-КОНТАКТНОЕ РЕЛЕ (58-12-2CE OEN)
2. IRF250N МОП-транзистор
3. РЕЗИСТОР 10 КОм * 3
4. 3 мм светодиод * 2

MOSFET, используемый в этой схеме, такой же, как и в предыдущей схеме, то есть IRF250N, но вместо того, чтобы давать ШИМ на затворе, мы просто задаем аналоговый высокий и низкий, потому что нам просто нужно включать и выключать реле.

Реле работает при напряжении 12 В, но аналоговый высокий уровень, полученный от Arduino, составляет максимум 5 В, поэтому здесь мы использовали полевой МОП-транзистор в качестве переключателя.

Используемое реле (58-12-2CE OEN) - 8-контактное.

• Первые 2 контакта являются активаторами катушек, т.е. когда на них подается питание, они переключают соединение общего с нормально подключенного (NC) на нормально разомкнутый (NO).
• Common получает вход для подачи на выход (двигатель).
• NC получает питание от Common, когда катушка не запитана, а NO отключен.
• Когда катушка запитана, NO получает питание от Common, а NC отключается.

Мы переключаемся между NO и NC, что обеспечит нам смену полярности

Два светодиода подключены параллельно к выходу с сопротивлением 10 кОм, оба с противоположной полярностью. Они будут действовать как указатель направления, так как один будет светиться, когда ток течет в одном направлении, и наоборот - Верса.

Шаг 3: МИКРОКОНТРОЛЛЕР

Микроконтроллер имеет 2 сигнала для доставки

1. ШИМ для изменения скорости двигателя.
2. Аналоговые высокие и низкие значения для изменения направления двигателя.

КОД ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ В ПРИЛОЖЕНИИ

Выход из PWM PIN 3 подключен к затвору схемы интерпретатора PWM.

Выход из PIN 11 подключен к затвору релейной цепи.

ПРИМЕЧАНИЕ. - Если обе цепи используют один и тот же источник питания, тогда только любая из них требует общего заземления; если используются 2 источника питания, то обе цепи должны быть заземлены

ВХОД =

0 и 1 для направления

0-255 для скорости; 0 для остановки и 255 для максимальной скорости.

ФОРМАТ =

Космос

Например = 1 255

0 50

ВАЖНО ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ, ЧТО ЦЕПИ ШИМ-ПЕРЕВОДЧИКА ДЕЙСТВИТЕЛЬНО САМОСТОЯТЕЛЬНО, ЕСЛИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ ПРОСТО ХОЧЕТ ИЗМЕНИТЬ СКОРОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ ИЛИ ВКЛЮЧИТЬ И ВЫКЛЮЧИТЬ ЕГО БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ

Шаг 4: ИНТЕГРАЦИЯ СИСТЕМЫ

После создания всех компонентов драйвера двигателя пришло время объединить все три из них, то есть интерпретатор ШИМ, схему реле с микроконтроллером.

• Выход интерпретатора ШИМ подключен к общей клемме реле.
• Обе цепи подключаются к батарее с помощью платы PowerBoard. PowerBoard - это цепь безопасности, состоящая из конденсатора (используется для фильтрации входа), диода (для проверки полярности батареи) и предохранителя (для ограничения тока) для защиты цепи в экстремальных условиях.

PowerBoard не требуется, пока двигатель не находится под нагрузкой, но при использовании привода двигателя в роботе рекомендуется использовать его.

• Подключите шлюз на схеме интерпретатора ШИМ к контакту 3 ШИМ.
• Подключите затвор реле к контакту 11.

Шаг 5: РАЗРАБОТКА

• Первоначально я использовал транзистор для переключения реле, но он не мог справиться с током, протекающим через него, поэтому мне пришлось переключиться на MOSFET.
• Я использовал конденсатор между истоком и затвором полевого МОП-транзистора, чтобы гарантировать отсутствие тока между ними, но позже я понял, что в этом нет необходимости.