Как сделать H-образный мост: 15 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Н-мост - это тип схемы, которую вы можете использовать, чтобы заставить реверсивный двигатель постоянного тока вращаться как по часовой, так и против часовой стрелки.

Другими словами, эта схема позволяет быстро изменить направление вращения двигателя с помощью переключателя или микросхемы контроллера для изменения его направления.

Я собираюсь показать вам, как сделать самую простую и надежную форму H-образного моста, которую я умею делать. Я должен вас предупредить, что это ни в коем случае не лучшая конструкция H-образного моста и, на самом деле, у него есть пара недостатков, которые я объясню позже.

Хотя, если вы никогда раньше не делали H-образный мост или вам просто нужна схема, которая может изменить направление вращения двигателя, эта схема - быстрое и простое решение.

Пожалуйста, обрати внимание:

Этот H-мост не годится. Вы можете сделать простые H-образные мосты намного лучше, и я сохраню их в архивных целях. Ознакомьтесь с этой инструкцией по Skitter Bot, чтобы узнать, как сделать ее проще.

Шаг 1: Приобретите материал

Вот что вам нужно получить:

4 - Герконовые реле SPST 5 В пост. Тока 1 - Герконовое реле SPDT 5 В пост. Тока 1 - пакет зажимов батареи 9 В 1 - Батарея 9 В 1 - Тумблерный или ползунковый переключатель (SPST) 1 - Регулятор напряжения 7805 1 - Плата 1 - Двигатель постоянного тока

Обратите внимание, что некоторые ссылки на этой странице содержат партнерские ссылки Amazon. Это не меняет цены ни на один из выставленных на продажу предметов. Однако я получаю небольшую комиссию, если вы нажимаете на любую из этих ссылок и покупаете что-нибудь. Я реинвестирую эти деньги в материалы и инструменты для будущих проектов. Если вы хотите получить альтернативное предложение для поставщика какой-либо из частей, пожалуйста, дайте мне знать.

Шаг 2: Правда о Н-мостах

H-мост - это серия из четырех управляемых переключателей, в которых есть два набора по два переключателя.

Один набор переключателей в замкнутом состоянии позволяет электричеству течь в одном направлении. Другой набор переключателей позволяет электричеству течь в обратном направлении.

Другой важной характеристикой H-моста является то, что он обычно может использовать меньшее напряжение (например, 5 В постоянного тока от микроконтроллера) для управления гораздо большим напряжением (12 В постоянного тока используется для питания двигателя). Эти два отдельных источника напряжения изолированы друг от друга.

H-мосты могут быть выполнены либо с 4 реле, либо с 4 транзисторами.

Лучший тип H-моста состоит из транзисторов, поскольку их можно легко использовать для управления скоростью двигателя (используя меньшее напряжение для модуляции гораздо большего напряжения двигателя). Н-мост, сделанный с использованием реле (например, тот, который мы делаем), не может быть легко использован для изменения скорости двигателя (если, конечно, напряжение двигателя не подается от источника питания, который может быть модулирован … т.е. Н-мост сам по себе не может модулировать источник питания для замедления двигателя. Мощность должна быть уменьшена, чтобы замедлить двигатель, прежде чем он пройдет через H-мост).

Шаг 3. Как это работает

В изготовляемом нами H-образном мосту используются реле.

Для вас это означает, что двигатель будет вращаться так быстро, как только может в одном направлении, а затем, при реверсе, вращаться так быстро, как только может, в другом направлении. Единственное, что замедлит вращение двигателя, - это если у вас есть контроллер, который может модулировать сигнал питания 9 В постоянного тока ДО того, как он войдет в H-мост.

Когда катушки «Реле 1» и «Реле 4» вытянуты высоко (через них течет электричество), тогда двигатель будет вращаться вперед (см. «Изображение 1»).

Когда катушки на «Реле 2» и «Реле 3» вытянуты высоко (через них течет электричество), тогда двигатель вращается назад (см. «Изображение 2»).

Когда катушки на «Реле 1» и «Реле 2» вытянуты высоко (через них течет электричество), двигатель перестанет вращаться (см. «Изображение 3»).

Когда катушки на «Реле 3» и «Реле 4» вытянуты высоко (через них течет электричество), двигатель перестанет вращаться (см. «Изображение 4»).

********ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ***********

Вы хотите ИЗБЕЖАТЬ:

«Реле 1» и «Реле 3» подтянуты к высокому уровню. Это короткое замыкание, поскольку нет нагрузки, через которую проходит электричество. Плохие вещи будут! (см. «Изображение 5»)

«Реле 2» и «Реле 4» подтянуты к высокому уровню. Это короткое замыкание, поскольку нет нагрузки, через которую проходит электричество. Плохие вещи будут! (представьте себе «Изображение 6»)

Одновременно повышено более 2 реле. Произойдут плохие вещи.

Шаг 4: О нашей схеме

Наша схема включает в себя H-мост, состоящий из 4 реле SPST (однополюсные однополюсные) и 1 дополнительное реле SPDT (однополюсные двухходовые), которые будут использоваться для переключения между 2 наборами из 2 реле. Хорошо…. вот как это работает… Питание от аккумулятора идет на регулятор напряжения 7805, где он преобразуется в 5В. Питание от аккумулятора также идет на «Реле 1» и «Реле 2», где оно поступает на двигатель (но мы забегаем вперед). Питание 5 В идет на катушку реле SPDT, и это также проходящий через реле SPDT. Таким образом, когда переключатель замкнут, 5 В проходит через катушку реле SPDT, а 5 В также направляется через реле SPDT к катушкам «Реле 1» и «Реле 4», заставляя их замыкаться. Это позволяет 9 В проходить через «Реле 1» и «Реле 4» таким образом, чтобы двигатель мог вращаться по часовой стрелке. Другими словами, когда мы замыкаем переключатель, подключенный к катушке на реле SPDT, мы запускаем H-мост, чтобы двигатель вращался по часовой стрелке. Следовательно, если мы хотим, чтобы двигатель вращался против часовой стрелки, все, что нам нужно было бы сделать - это щелкнуть переключателем в противоположном направлении. Это изменит путь, по которому электричество проходит через реле SPDT, и, в свою очередь, закроет «Реле 2» и «Реле 3» (и, соответственно, откроет «Реле 1» и «Реле 4»).

Шаг 5: Начните пайку

Припаяйте 4 реле SPST к печатной плате как можно ближе друг к другу (см. Вторичное изображение). Если вы не умеете паять, узнайте, как паять. Затем припаяйте реле SPDT (коробчатое изделие) к плате. как можно ближе к реле SPST (см. вторичное изображение). Наконец, в регистрах на дальнем левом или правом краю платы припаяйте регулятор 7805 5V (см. вторичное изображение). Теперь у вас должно быть все ваши основные компоненты, подключенные к плате (см. главное изображение).

Шаг 6: припаяйте провода

Теперь вы захотите подключить провода к вашим компонентам, чтобы они действительно были соединены вместе и могли что-то делать.

Для начала припаяйте черный провод к одной стороне катушки на каждом реле SPST. Выберите место на печатной плате, где есть как минимум 8 пустых слотов, и они не подключены ни к одному из компонентов, а затем спаяйте все 4 провода вместе на нижней стороне платы.

Шаг 7: припаяйте еще несколько проводов

Затем вам нужно подключить два провода к каждому из выходных контактов реле SPDT. Считайте, что каждый из этих двух проводов принадлежит к одному и тому же набору проводов. Подключите один комплект проводов к катушкам двух ближайших реле. Подключите другой набор проводов к катушкам на двух самых дальних реле (пояснения см. В примечаниях к изображению).

Шаг 8: припаяйте еще больше проводов

Подключите средний контакт первого реле к входу 9 В на регуляторе напряжения. Подключите средний контакт второго реле к массе (место, где все черные провода соединены вместе). Подключите средний контакт третьего реле к входу 9 В на регуляторе напряжения. Подключите средний контакт четвертого реле к массе (место, где все черные провода соединены вместе).

Для пояснения см. Изображения ниже.

Шаг 9: У кого было бы столько проводов?

Подключите другой конец одного из этих проводов к входному контакту реле SPDT. Подключите другой провод к катушке на реле SPDT.

И еще вопрос о переключателе. Один провод на переключателе идет к катушке на реле SPDT, а другой провод на переключателе идет на массу.

Теперь самое время подключить черный провод между землей и средним контактом регулятора напряжения.

Шаг 10: прикрепите штекер, сексуальный зверь

Вы же захотите включить свой H-мост, верно? И каким бы сексуальным вы себя не считали, единственный способ включить его - электричество.

Итак, подключите красный провод вилки 9V к входу 9V на регуляторе напряжения. Затем прикрепите черный провод ко всем остальным заземляющим проводам на плате.

Шаг 11: Еще несколько проводов

Прикрепите 5 дюймов провода к контактам на стороне релейных трубок SPST, к которым в настоящее время не подключены провода.

Если есть красный провод + 9V на среднем контакте на той стороне трубки, к которой в данный момент подключены провода, то также прикрепите красный провод к той стороне, к которой вы в данный момент подключаете провода. Если сбоку со всеми проводами есть черный провод, то прикрепите черный провод с этой стороны.

Шаг 12: очистка

Отрежьте весь лишний провод с нижней стороны доски.

Обрезайте как можно ближе к доске, не нарушая соединений.

Это предотвратит пересечение проводов в дальнейшем.

Шаг 13: Тестирование… Тестирование… 1… 2… 3…

Теперь пора проверить, работает ли он. Представьте, что красный и черный провод, ближайший к одному краю платы, - это один набор. Думайте о дальнем красно-черном проводе как о другом наборе. На изображении ниже я скрутил два провода каждого набора вместе. Когда H-мост срабатывает реле SPDT, через него в любой момент времени будет течь мощность, будь то один или другой набор. Итак, если мы должны были подключить светодиод последовательно с резистором 220 Ом к каждому комплекту, когда мы подключаем батарею и щелкаем переключателем, либо один светодиод загорается, либо другой загорается (см. изображения ниже).

Если ваш H-мост не работает таким образом, убедитесь: 1. Вы используете правильный «набор» проводов 2. Все ваши провода проложены правильно (см. Схему ниже) 3. Вы выполнили все необходимые паяные соединения и не пропустили ни одного провода 4. У вас нет перекрещенных проводов (регулятор напряжения, скорее всего, будет мучительно горячим, если вы это сделаете. Вы также должны увидеть, где он пересекается… обычно). 5. Ваши реле работают (вы можете проверить, подключив положительный конец катушки напрямую к источнику питания 5 В. Когда вы это сделаете, вы должны услышать небольшой щелчок) 6. Аккумулятор не разряжен (быстро прикоснитесь к нему светодиодом и посмотрите, загорится ли он) 7. Ваш светодиод не погас (попробуйте другой светодиод) 8. Ваш светодиод не направлен назад и не препятствует прохождению электричества (попробуйте перевернуть его) 9. Боги электроники не сердятся на вас.

Шаг 14: Подключение двигателя

Вот тут-то и получается немного сложнее.

Поскольку мы хотим, чтобы электричество проходило через двигатель как вперед, так и назад, нам нужно присоединить один набор проводов к двигателю с правильной полярностью, а другой набор проводов к двигателю с обратной полярностью.

Другими словами, черный из одного набора соединяется с красным из другого набора, а затем присоединяется к красному проводу на двигателе. И красный из одного набора соединяется с черным из другого набора и присоединяется к черному проводу на двигателе.

Или просто посмотреть, что происходит, просто внимательно посмотрите на картинку. Это должно иметь смысл.

Шаг 15: улучшите своего Artbot

Помимо использования его для множества практических приложений, теперь вы также можете использовать свой H-мост, чтобы заставить своего причудливого робота-рисовальщика двигаться в двух направлениях.

Будь осторожен, Джексон Поллак! На твоей могиле будем рисовать!

Вы нашли это полезным, развлечением или развлечением? Подпишитесь на @madeineuphoria, чтобы увидеть мои последние проекты.