Sådan laver du en H-bro: 15 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

En H-bro er en type kredsløb, som du kan bruge til at få en reversibel DC-motor til at dreje både med og mod uret.

Med andre ord giver dette kredsløb dig mulighed for hurtigt at vende den retning, en motor drejer, ved at bruge en switch eller controller -chip til at ændre dens retning.

Jeg vil vise dig, hvordan du laver den enkleste og mest pålidelige form for H-bridge, som jeg ved, hvordan man laver. Jeg må advare dig om, at dette på ingen måde er det bedste H-bro-design, og at det faktisk har et par mangler, som jeg vil forklare senere.

Selvom du aldrig skulle have lavet en H-bro før eller blot har brug for et kredsløb, der kan vende retningen på en motors spin, så er dette kredsløb en hurtig og let løsning.

Bemærk venligst:

Denne H-bro er ikke god. Du kan lave meget bedre simple H-broer, og jeg holder dette ved med arkivformål. Tjek denne Skitter Bot Instructable for at lære, hvordan du laver en lettere.

Trin 1: Gå og få ting

Her er hvad du skal få:

4 - SPST 5VDC Reed Relays 1 - SPDT 5VDC Reed Relay 1 - pakke med 9V batteriklips 1 - 9V batteri 1 - Skift eller glidekontakt (SPST) 1-7805 Spændingsregulator 1 - PC Board 1 - DC motor

Bemærk, at nogle af linkene på denne side indeholder Amazon -tilknyttede links. Dette ændrer ikke prisen på nogen af de varer, der sælges. Jeg tjener dog en lille provision, hvis du klikker på et af disse links og køber noget. Jeg geninvesterer disse penge i materialer og værktøjer til fremtidige projekter. Hvis du vil have et alternativt forslag til en leverandør af nogen af delene, så lad mig det vide.

Trin 2: Sandheden om H-broer

En H-bro er en serie med fire kontrollerbare switches, hvor der er to sæt af to switche.

Et sæt kontakter, når det er lukket, tillader elektricitet at strømme en vej. Det andet sæt switches tillader elektricitet at strømme i den modsatte retning.

En anden vigtig egenskab ved en H-bro er, at den typisk kan bruge en mindre spænding (f.eks. 5VDC fra en mikrokontroller) til at styre en meget større spænding (12VDC bruges til at drive en motor). Disse to separate spændingskilder holdes isoleret fra hinanden.

H-broer kan laves med enten 4 relæer eller 4 transistorer.

Den bedste type H-bro er lavet med transistorer, da disse let kan bruges til at styre en motors hastighed (ved at bruge den mindre spænding til at modulere den meget større motorspænding). En H-bro fremstillet ved hjælp af relæer (som den vi laver) kan ikke let bruges til at ændre en motors hastighed (medmindre motorspændingen selvfølgelig tilføres fra en strømkilde, der er i stand til at blive moduleret … dvs. H-broen selv ikke kan modulere strømkilden til at sænke motoren. Strømmen skal reduceres for at bremse motoren, før den går gennem H-broen).

Trin 3: Sådan fungerer det

H-broen, vi laver, bruger relæer.

Hvad dette betyder for dig er, at motoren vil dreje så hurtigt, som den kan i den ene retning, og derefter, når den vendes, drejes den så hurtigt, som den kan i den anden retning. Det eneste, der vil bremse motorens centrifugering, er, hvis du har en controller, der kan modulere 9VDC effektsignalet, FØR den kommer ind i H-broen.

Når spolerne på "Relæ 1" og "Relæ 4" trækkes højt (der strømmer strøm gennem dem), vil motoren dreje fremad (se "Billede 1").

Når spolerne på "Relæ 2" og "Relæ 3" trækkes højt (der strømmer strøm gennem dem), vil motoren dreje baglæns (se "Billede 2").

Når spolerne på "Relæ 1" og "Relæ 2" trækkes højt (der strømmer strøm gennem dem), stopper motoren med at dreje (se "Billede 3").

Når spolerne på "Relæ 3" og "Relæ 4" trækkes højt (der strømmer strøm gennem dem), stopper motoren med at dreje (se "Billede 4").

********ADVARSEL***********

Du vil UNDGÅ:

"Relæ 1" og "relæ 3" trækkes højt. Dette er en kortslutning, da der ikke er nogen belastning for elektriciteten at passere igennem. Dårlige ting vil ske! (se "Billede 5")

"Relæ 2" og "Relæ 4" trækkes højt. Dette er en kortslutning, da der ikke er nogen belastning for elektriciteten at passere igennem. Dårlige ting vil ske! (forestil dig "Billede 6")

Mere end 2 relæer trækkes højt ad gangen. Dårlige ting vil ske.

Trin 4: Om vores kredsløb

Vores kredsløb indeholder en H-bro, der består af 4 SPST-relæer (enkeltpolet enkeltkast) og 1 ekstra SPDT (enkeltpolet dobbeltkast) -relæ, der bruges til at skifte mellem 2-sæt med 2 relæer. Okay…. så det er sådan det fungerer … Strøm fra batteriet går til 7805 spændingsregulatoren, hvor det konverteres til 5V. Strøm fra batteriet går også til "Relæ 1" og "Relæ 2", hvor det går til motoren (men vi går foran os selv). 5V -strømmen går både til spolen i SPDT -relæet, og det er passerer også gennem SPDT -relæet. Så når kontakten er lukket, strømmer 5V gennem spolen på SPDT -relæet, og 5V ledes også gennem SPDT -relæet til spolerne i "Relæ 1" og "Relæ 4" og tvinger dem til at lukke. Dette giver 9V mulighed for at strømme gennem "Relæ 1" og "Relæ 4" på en måde, hvor motoren kan dreje med uret. Med andre ord, når vi lukker kontakten, der er forbundet til spolen på SPDT-relæet, udløser vi H-broen, så motoren kan dreje med uret. Derfor, hvis vi vil have motoren til at dreje mod uret, er vi alt, hvad vi har brug for gør er at trykke på kontakten i den modsatte retning. Dette vil ændre den vej, gennem hvilken elektriciteten passerer gennem SPDT -relæet og igen lukke "Relæ 2" og "Relæ 3" (og ved forlængelse åbne "Relæ 1" og "Relæ 4").

Trin 5: Start din lodning

Lod dine 4 SPST-relæer til printkortet så tæt på hinanden som muligt (se sekundært billede). Hvis du ikke ved, hvordan du lodder, skal du lære at lodde. Derefter loddes SPDT-relæet (den kasselignende ting) til brættet så tæt på SPST -relæerne, som du kan få det (se sekundært billede) Til sidst skal du i registre på enten yderst til venstre eller højre side af brættet lodde din 7805 5V -regulator (se sekundært billede). Du skal nu have alle dine hovedkomponenter forbundet til kortet (se hovedbilledet).

Trin 6: Lodde nogle ledninger

Du vil nu gerne forbinde ledninger til dine komponenter, så de rent faktisk er koblet sammen og kan gøre ting.

Til at begynde med loddes en sort ledning til den ene side af spolen på hvert SPST -relæ. Vælg et sted på printkortet, hvor der er mindst 8 tomme åbninger, og de ikke er forbundet til nogen af komponenterne, og lod derefter alle 4 ledninger sammen på undersiden af brættet.

Trin 7: Lodde nogle flere ledninger

Du skal derefter forbinde to ledninger til hver af udgangsstifterne på SPDT -relæet. Overvej hver af disse to ledninger, der tilhører det samme sæt tråde. Tilslut et sæt ledninger til spolerne på de to nærmeste relæer. Tilslut det andet sæt ledninger til spolerne på de to længste relæer (for afklaring se billednotater).

Trin 8: Lodder endnu flere ledninger

Tilslut den midterste pin på det første relæ til 9V -indgangen på spændingsregulatoren. Tilslut den midterste pin på det andet relæ til jorden (stedet med alle de sorte ledninger forbundet). Tilslut den midterste pin på det tredje relæ til 9V -indgangen på spændingsregulatoren. Tilslut den midterste pin på det fjerde relæ til jorden (stedet med alle de sorte ledninger forbundet).

For afklaring se billeder herunder.

Trin 9: Hvem ville have, selvom der ville være så mange ledninger?

Tilslut den anden ende af en af disse ledninger til indgangsstiften på SPDT Relæ. Tilslut den anden ledning til spolen på SPDT -relæet.

Og så er der spørgsmålet om kontakten. Den ene ledning på kontakten går til spolen på SPDT -relæet, og den anden ledning på kontakten går til jorden.

Nu ville det også være et godt tidspunkt at fastgøre en sort ledning mellem jorden og den midterste pin på spændingsregulatoren.

Trin 10: Sæt en plug You Sexy Beast på

Du vil gerne kunne tænde din H-bro, ikke? Og uanset hvor sexet du måtte tro, du er, er den eneste måde at tænde det på med elektricitet.

Så sæt den røde ledning på 9V -stikket til 9V -indgangen på spændingsregulatoren. Og fastgør derefter den sorte ledning til alle de andre jordledninger på brættet.

Trin 11: For et par ledninger mere

Fastgør 5 ledning til stifterne på siden af SPST -relærørene, der i øjeblikket ikke har nogen ledninger knyttet til det.

Hvis der er en rød +9V ledning på den midterste stift på den ene side af røret, der i øjeblikket har ledninger på det, skal du også vedhæfte en rød ledning på den side, som du i øjeblikket fastgør ledninger til. Hvis der er en sort ledning på siden med alle ledningerne, skal du vedhæfte en sort ledning på denne side.

Trin 12: Ryd op

Hak al den ekstra ledning af på undersiden af brættet.

Trim så tæt på brættet som muligt uden at bryde forbindelser.

Dette forhindrer ledninger i at krydse senere.

Trin 13: Testning … Testning… 1… 2… 3…

Nu er det tid til at se, om det virker. Tænk på den røde og sorte ledning tættest på den ene kant af brættet som et sæt. Tænk på den længere røde og sorte ledning som et andet sæt. I billedet herunder snoede jeg de to ledninger i hvert sæt sammen. Når H-broen udløses af SPDT-relæet, vil enten det ene sæt eller det andet sæt til enhver tid få strøm til at strømme igennem det. Så hvis vi skulle vedhæfte en LED i serie med en 220 ohm modstand til hvert sæt, når vi tilslutter et batteri og slår kontakten, enten lyser den ene LED, eller den anden lyser (se billeder herunder).

Fejlfinding Hvis din H-bro ikke fungerer på denne måde, skal du sørge for: 1. Du bruger det rigtige "sæt" ledninger2. Alle dine ledninger er ført korrekt (se diagram nedenfor) 3. Du lavede alle passende loddede forbindelser og mangler ingen ledninger4. Du har ingen krydsede ledninger (Spændingsregulatoren vil højst sandsynligt være ulidelig varm, hvis du gør det. Du bør også kunne se, hvor den krydses … normalt.) 5. Dine relæer fungerer (Du kan kontrollere ved at broere den positive ende af spolen direkte til 5V strømkilden. Når du gør dette, skal du høre et lille klik) 6. Dit batteri er ikke dødt (Rør hurtigt en LED til det, og se om det lyser) 7. Din LED er ikke død (prøv en anden LED) 8. Din LED er ikke bagud og forhindrer strømmen af elektricitet (Prøv at vende den).9. Elektronikkens guder er ikke vrede på dig.

Trin 14: Tilslutning af motoren

Det er her det bliver lidt besværligt.

Da vi vil have elektricitet til at strømme gennem motoren både fremad og bagud, vil vi gerne vedhæfte et sæt ledninger til motoren med den korrekte polaritet og det andet sæt ledninger til motoren med en omvendt polaritet.

Med andre ord bliver den sorte fra et sæt parret med rød fra et andet sæt og derefter fastgjort til den røde ledning på motoren. Og den røde fra det ene sæt bliver parret med den sorte fra det andet sæt og fastgjort til den sorte ledning på motoren.

Eller bare for at se, hvad der foregår, bare se omhyggeligt på billedet. Det burde give mening.

Trin 15: Forbedre din Artbot

Bortset fra at bruge den til en hel masse praktiske applikationer, kan du nu også bruge din H-bro til at få din fancy-shmancy drawing-bot til at bevæge sig i to retninger.

Se din ryg Jackson Pollack! Vi vil tegne på din grav!

Fandt du dette nyttigt, sjovt eller underholdende? Følg @madeineuphoria for at se mine seneste projekter.