H-bro på et brødbræt: 8 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

H-broen er et kredsløb, der kan drive en motor frem og tilbage. Det kan være et meget simpelt kredsløb, der kun kræver en håndfuld komponenter at bygge. Denne instruktionsbog demonstrerer, hvordan du brætter en grundlæggende H-bro. Efter afslutningen skal du kende den grundlæggende betjening af en H-bro og være klar til at gå videre til mere komplicerede versioner, der kan understøtte større, mere kraftfulde motorer.

Trin 1: Samling af delene

Der kræves kun en håndfuld dele. 1) Et brødbræt2) En lille jævnstrømsmotor, der kan fungere ved ~ 7 volt3) Et 9-volts batteri og batteri snap4) Fire små NPN-transistorer. Vi bruger 2N2222A her. 2N3904 er et andet almindeligt varenummer og tusinder af andre vil gøre.5) Fire 22k ohm -resitorer6) To trykknapkontakter7) Jumpere eller ekstra ledning til at tilslutte alt

Trin 2: H-brosteori

H-broen er et kredsløb, der kan drive en jævnstrømsmotor frem og tilbage. Motorretningen ændres ved at skifte spændingens polaritet for at dreje motoren den ene eller den anden vej. Dette demonstreres let ved at anvende et 9 volt batteri på ledningerne på en lille motor og derefter skifte terminalerne for at ændre retning. H-broen får sit navn baseret på det grundlæggende kredsløb, der viser, at det fungerer. Kredsløbet består af fire kontakter, der fuldender kredsløbet, når det anvendes parvis. Når kontakterne S1 og S4 er lukket, får motoren strøm og centrifugering. Når S2 og S3 er lukket, får motoren strøm og drejer i den anden retning. Bemærk, at S1 og S2 eller S3 og S4 aldrig må lukkes sammen for at undgå kortslutning. Naturligvis er fysiske switches upraktiske, da ingen kommer til at sidde der og vende kontakter i par for at få deres robot til at bevæge sig fremad eller baglæns. Det er her transistorerne kommer ind. En transistor fungerer som en solid state -switch, der lukker, når der påføres en lille strøm på dens base. Fordi kun en lille strøm er nødvendig for at aktivere en transistor, er vi i stand til at fuldføre halvdelen af kredsløbet med et enkelt signal. Det er nok teori til at komme i gang, så lad os begynde at bygge.

Trin 3: Tænd for H-broen

Vi starter med at lægge strømledningerne ud. Tilslut dit batteri snap til et hjørne af strømbussen. Konventionen er at forbinde den positive spænding til den øverste række og den negative til den nederste række for at angive henholdsvis HIGH og LOW -signalerne. Vi forbinder derefter top- og bundsæt med powerbusser.

Trin 4: Transistoren som switch

Det næste trin er at opsætte transistorer. Husk i teorisektionen, at vi har brug for fire switches for at bygge en H-bro, så vi bruger alle fire transistorer her. Vi er også begrænset til layoutet af et brødbræt, så det faktiske kredsløb ikke vil ligne bogstavet H. Lad os tage et hurtigt kig på en transistor for at forstå den aktuelle strøm. Der er tre ben på hver transistor kendt som kollektoren, basen og emitteren. Ikke alle transistorer deler den samme rækkefølge, så sørg for at konsultere et datablad, hvis du ikke bruger et af de delnumre, der er nævnt i trin 1. Når der påføres en lille strøm på basen, får en anden større strøm lov til at strømme fra kollektor til udsender. Det er vigtigt, så jeg siger det igen. En transistor tillader en lille strøm at styre en større strøm. I dette tilfælde skal emitteren altid tilsluttes jord. Bemærk, at det aktuelle flow er repræsenteret med en lille pil i nedenstående figur.

Trin 5: Skifte polariteter

Nu skal vi stille transistorer på den nederste halvdel af brødbrættet, og vende orienteringen for hver anden transistor. Hvert par tilstødende transistorer tjener som halvdelen af H-broen. Der skal være en tilstrækkelig plads i midten for at passe til nogle jumpere og til sidst motorens ledninger. Dernæst forbinder vi transistorernes kollektor og emitter til henholdsvis de positive og negative powerbusser. Til sidst tilføjer vi de jumpere, der forbinder til motorledningerne. Transistorerne er nu klar til at passere en strøm, når basen aktiveres.

Trin 6: Anvendelse af et signal

Vi skal anvende en lille strøm til hver af transistorerne i par. Først skal vi tilslutte en modstand til hver transistors base. Derefter forbinder vi hvert sæt modstande til et fælles punkt som forberedelse til at tilslutte en switch. Derefter tilføjer vi de to switches, som også forbinder til den positive bus. Disse kontakter aktiverer den ene halvdel af H-broen ad gangen, og endelig tilslutter vi motoren. Det er det. Tilslut dit batteri og test dit kredsløb. Motoren skal dreje den ene retning, når der trykkes på en knap, og den modsatte retning, når der trykkes på den anden knap. De to knapper bør ikke aktiveres samtidigt.

Trin 7: Få et klart billede

Her er et diagram over det komplette kredsløb, hvis du vil gemme det til reference. Den originale grafik er høflighed af Oomlout.

Trin 8: Mere strøm til Ya

Okay, så du har en skinnende ny H-bro på et brødbræt. Hvad nu? Det vigtige er, at du forstår, hvordan en grundlæggende H-bro fungerer, og at det væsentlige er det samme, uanset hvor meget kraft du presser. Her er et par tips til at tage det et skridt videre for at understøtte større motorer og mere effekt. - Du kan bruge Pulse Width Modulation (PWM) i stedet for de to kontakter til at styre motorens hastighed. Dette er let, når du har en mikrokontroller til rådighed og kan også opnås med en 555 eller 556 timer IC og et par passive uden for mange problemer. - Nøglen til at understøtte motorer med højere effekt er transistorer med højere effekt. Mellemstrømstransistorer og Power MOSFET'er i TO-220-kufferter kan klare betydeligt mere strøm end de laveffekt-TO-92-transistorer, vi bruger her. Korrekte køleplader øger også kapaciteten. - De fleste H-broer er bygget ved hjælp af både NPN- og PNP-transistorer for at forhindre kortslutninger og optimere strømmen. Vi brugte kun NPN her til at forenkle kredsløbet. - Flyback-dioder bruges normalt i H-broer med højere effekt for at beskytte resten af kredsløbet mod farlige spændinger, der produceres af motorens spoler, når strømmen frakobles. Disse dioder påføres på tværs af transistoren i strømningsretningen og modstår disse skadelige EMF -rygspændinger. - TIP 102 og TIP 107 er et par komplementære effekttransistorer, der har indbygget flyback -dioder. TIP 122/127 og 142/147 er ens par strømtransistorer. Det burde være nok til at sætte dig i den rigtige retning, hvis du vil holde dig i gang.