MOSET DRIVEN MOTOR DRIVER: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

MOTORKØRERE

• Motordrivere er en uundværlig del af robotikverdenen, da de fleste af robotterne kræver, at motorer fungerer og for at køre motorerne effektivt, kommer motorchaufførerne i spil.
• De er en lille strømforstærker; motorchaufførernes funktion er at tage et lavstrøms styresignal og derefter omdanne det til et signal med højere strøm, der kan drive en motor.
• Lavstrøms styresignal kommer fra en mikrokontroller (Arduino Uno i mit tilfælde), som kan give output i området 0-5V ved maksimalt 40mA, som derefter behandles af motordriveren for at give højere strømudgang, dvs. 12-24V ved 2- 4A.
• Motordrivere har normalt to dele

1. Pulse Width Modulation (PWM) tolkekredsløb til styring af motorens hastighed i overensstemmelse med den varierende input PWM fra motordriveren.
2. Et retningskontrolkredsløb til styring af motorens retning.

Trin 1: PWM INTERPRETER CIRCUIT

NØDVENDIGE KOMPONENTER

1. IRF250N MOSFET
2. 10K OHM MODSTAND
3. 2A DIODE*2
4. 12V BATTERI

IRF 250N er et logisk niveau MOSFET, der konverterer 0-5 V input ved porten til det tilsvarende 0-Vmax (for tilsluttet batteri).

10K OHM-modstand er en pull-down-modstand, der holder det logiske signal tæt på nul volt, når ingen anden aktiv enhed er tilsluttet.

Dioderne bruges som flyback -diode. En flyback -diode (undertiden kaldet en freewheeling -diode) er en diode, der bruges til at eliminere flyback, som er den pludselige spændingspike, der ses over en induktiv belastning, når dens forsyningsstrøm pludselig reduceres eller afbrydes.

BEMÆRK- Da et eksternt batteri bruges, skal det være fælles jordet med mikrokontrolleren. Dette gøres ved at tilslutte batteriets negative terminal til mikrokontrollerens GND.

Trin 2: DIRECTION CONTROL CIRCUIT

NØDVENDIGE KOMPONENTER

1. 8 PIN-RELÆ (58-12-2CE OEN)
2. IRF250N MOSFET
3. 10K OHM -MODSTAND*3
4. 3 mm LED *2

MOSFET, der bruges i dette kredsløb, er det samme som det tidligere kredsløb, dvs. IRF250N, men i stedet for at give PWM ved Gate giver vi bare Analog Høj og Lav, fordi vi bare skal tænde og slukke relæet.

Relæet fungerer ved 12V, men Analog High modtaget fra Arduino er max 5V, så vi har brugt MOSFET som switch her.

Det anvendte relæ (58-12-2CE OEN) er et 8-benet.

• De første 2 ben er spolestrømgivere, dvs. når de får strøm, skifter de forbindelsen mellem Common fra Normally Connected (NC) til Normally Open (NO).
• Common modtager input for at levere det til output (motor).
• NC modtager strøm fra Common, når spolen ikke er strømført, og NO er afbrudt.
• Når spolen får strøm, modtager NO strøm fra Common, og NC bliver afbrudt.

Vi krydser mellem NO og NC, hvilket vil give os polaritetsændringen

To lysdioder er forbundet parallelt med udgangen sammen med 10K ohm modstand begge i modsat polaritet. De vil fungere som retningsmeddeler, som man vil lyse, når strømmen strømmer i en retning og Vice -Versa.

Trin 3: MIKROKONTROLLEREN

Mikrocontrolleren har 2 signaler, der skal afleveres

1. PWM til at variere motorens hastighed.
2. Analog Høj og Lav til ændring af motorens retning.

KODEN GIVES I TILBEHØRET

Outputtet fra PWM PIN 3 er forbundet til porten til PWM -tolkekredsløbet.

Outputtet fra PIN 11 er forbundet til porten til relækredsløb.

BEMÆRK - Hvis begge kredsløb bruger samme strømkilde, skal kun en af dem være jordforbundet; hvis der bruges 2 strømkilder, skal begge kredsløb være fælles jordet

INDGANG =

0 og 1 for retning

0-255 for hastighed; 0 for at stoppe og 255 for maksimal hastighed.

FORMAT =

plads

F.eks. = 1255

0 50

DET ER VIGTIGT DET BEMÆRK, AT PWM TOLKERKREDS ER TILSKRIVENDE I SELV, HVIS BRUGEREN VILLE BARE VIL ÆNDRE HASTIGHEDEN FOR MOTOREN ELLER TÆNDE DEN TIL OG FRA UDEN AT ÆNDRE DEN RETNING

Trin 4: SYSTEMINTEGRATION

Efter at have lavet alle motordriverens komponenter er det tid til at integrere dem alle tre, dvs. PWM -tolken, relækredsløb med mikrokontrolleren.

• Output fra PWM -tolk er forbundet til relæets fælles.
• Begge kredsløb er forbundet til batteriet ved hjælp af et PowerBoard. Et PowerBoard er et sikkerhedskredsløb, der består af en kondensator (bruges til at filtrere input), diode (for at kontrollere batteriets polaritet) og sikring (for at begrænse strøm) for at beskytte kredsløbet under ekstreme forhold.

PowerBoard er ikke påkrævet, mens motoren ikke er belastet, men det anbefales at bruge motordriveren i en robot.

• Tilslut Gate på PWM -tolkkredsløb til pwm pin 3
• Tilslut relæets kredsløb til pin 11.

Trin 5: UDVIKLING

• I første omgang brugte jeg en transistor til at skifte relæet, men det var ikke i stand til at håndtere strømmen, der strømmer gennem det, så jeg var nødt til at skifte til MOSFET.
• Jeg havde brugt en kondensator mellem MOSFET's kilde og port for at sikre, at der ikke var nogen strøm mellem dem, men senere indså jeg, at det ikke var nødvendigt.