H-гүүрний бяцхан жолооч нар - Үндсэн: 6 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Сайн байцгаана уу, өөр зааварчилгаа авахыг урьж байна! Өмнөх нэгэнд би питон скрипт ашиглан KiCad дээр ороомог хэрхэн бүтээсэнээ харуулсан. Дараа нь би аль ороомог хамгийн сайн ажилладаг болохыг олж мэдэхийн тулд хэд хэдэн төрлийн ороомог үүсгэж, туршиж үзсэн. Миний зорилго бол Механик 7 сегментийн дэлгэц дээрх асар том цахилгаан соронзыг ПХБ ороомогоор солих явдал юм.

Энэхүү зааварчилгаанд би H-гүүрний үндсэн ойлголтуудыг тайлбарлаж, сегментүүдийг хянахад үүнийг хэрхэн ашиглахаа харуулах болно. Эцэст нь хэлэхэд, би зах зээл дээр байгаа жижигхэн багцтай H-гүүрүүдийн заримыг танд танилцуулах болно.

Эхэлцгээе

Алхам 1: Төлөвлөгөө

Анхны бүтцэд би ороомог асах үед соронзыг сегментийн хамт эсэргүүцэх эсвэл түлхэх байдлаар зохицуулалт хийсэн. Гэхдээ ороомог хүчдэлгүй болоход соронз нь цахилгаан соронзны цөмд татагдах бөгөөд ингэснээр сегмент анхны байрлалдаа эргэж орно. ПХБ -ийн ороомог дээр цөм байхгүй тул энэ нь ажиллахгүй нь ойлгомжтой. Надад үнэндээ цөмийн цоорхойтой нэг ороомог байсан боловч энэ нь ажиллахгүй байсан.

Цөм байхгүй бол ороомог нь хүчдэлгүй болсон ч гэсэн сегмент нь шинэ байрандаа үлдэх болно. Сегментийг анхны байрлалдаа буцааж оруулахын тулд ороомогоор дамжих гүйдлийг эргүүлэх ёстой бөгөөд энэ нь туйлуудыг эргүүлж, энэ удаа соронзыг татах болно.

Алхам 2: H-Bridge-ийн үндэс

Шаардлагатай гүйдлийн эргэлтийг H үсгийн том үсгээр байрлуулсан 4 унтраалгаас бүрдэх хэлхээ ашиглан хийж, улмаар H-Bridge гэж нэрлэнэ. Энэ нь ихэвчлэн тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн эргэх чиглэлийг өөрчлөхөд ашиглагддаг.

H-гүүрний ердийн зохион байгуулалтыг 1-р зурагт үзүүлэв. Ачаалал/мотор (эсвэл бидний хувьд ПХБ -ийн ороомог) -ийг хоёр хөлний хооронд байрлуулна.

Хэрэв S1 ба S4 унтраалга хаагдсан бол гүйдэл 3 -р зурагт үзүүлсэн шиг урсаж, S2 ба S3 унтраалга хаагдахад 4 -р зурагт үзүүлсэн шиг эсрэг чиглэлд урсана.

S1 ба S3 эсвэл S2 ба S4 унтраалгыг зурагт үзүүлсэн шиг хэзээ ч хаахгүй байхыг анхаарах хэрэгтэй. Ингэснээр цахилгаан хангамж тасарч, унтраалга гэмтэх аюултай.

Би яг энэ хэлхээг талхны самбар дээр 4 товчлуурыг унтраалга, моторыг ачаалал болгон ашигласан. Эргэлтийн чиглэл эргэх нь гүйдлийн чиглэл ч мөн эсрэгээр эргэсэн болохыг баталж байна. Агуу их!

Гэхдээ би тэнд суугаад товчлуурыг гараар дармааргүй байна. Миний хувьд энэ ажлыг микроконтроллер хийхийг хүсч байна. Энэ хэлхээг бараг бүтээхийн тулд бид MOSFET -ийг унтраалга болгон ашиглаж болно.

Алхам 3: Жижиг H-гүүр

Сегмент бүрт 4 MOSFET шаардлагатай болно. Таны төсөөлж байгаагаар хяналтын хэлхээ нь 7 сегментийн хувьд нэлээд том болж, бусад нэмэлт бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хамт MOSFET бүрийн хаалгыг жолоодох бөгөөд энэ нь дэлгэцийг жижиг болгох зорилгоо биелүүлээгүй болно.

Би SMD бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглаж болох боловч энэ нь том бөгөөд төвөгтэй хэвээр байх болно. Зориулалтын IC байсан бол хамаагүй хялбар байх байсан. 1.5 x 1.5 мм хэмжээтэй жижиг багцад өмнө дурдсан бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй IC PAM8016 руу сайн уу гэж хэлээрэй!

Өгөгдлийн хүснэгтэд түүний функциональ блок диаграмыг харснаар бид H гүүр, хаалганы драйверууд, богино залгааны хамгаалалт, дулааны унтраалга зэргийг харж болно. Чипт ердөө хоёр оролт өгөх замаар ороомогоор дамжих гүйдлийн чиглэлийг хянах боломжтой. Хөөрхөн!

Гэхдээ нэг асуудал байна. Энэхүү жижигхэн чипийг гагнах нь цөөхөн хэдэн LED болон резистороор дахин гагнах туршлагатай хүний хувьд хар дарсан зүүд болно. Энэ нь бас төмрийг ашигладаг! Гэхдээ би ямар ч байсан үүнийг өгөхөөр шийдсэн.

Өөр нэг хувилбар бол би ижил зүйлийг хийдэг боловч арай том хэмжээтэй DRV8837 -ийг олсон. Би LCSC дээр илүү хялбар гагнах өөр хувилбаруудыг хайсаар байгаад FM116B-ийг олж харсан бөгөөд энэ нь ижил зүйл боловч хүч багатай, гараар гагнах боломжтой SOT23 багцтай байсан. Харамсалтай нь, тээвэрлэлтийн асуудлаас болоод захиалга өгөх боломжгүй болсноо сүүлд нь мэдсэн.

Алхам 4: Таслах самбар хийх

IC -ийг эцсийн ПХБ -д хэрэгжүүлэхээс өмнө би сегментийг хүссэн хэмжээгээр хянах боломжтой эсэхийг туршиж үзэхийг хүссэн. Таны харж байгаагаар IC нь талхны тавцанд ээлтэй биш бөгөөд миний гагнах чадвар зэс утсыг шууд гагнах нь тийм ч сайн биш юм. Тийм ч учраас би зах зээл дээр тийм ч хямд байдаггүй тул би самбар хийхээр шийдсэн. Таслах самбар нь IC -ийн тээглүүрийг гагнуургүй талхны тавцангаар төгс байрлуулсан хэвлэмэл хэлхээний самбар дээр "эвддэг" бөгөөд энэ нь IC -ийг ашиглахад хялбар болгодог.

Мэдээллийн хүснэгтийг үзэх нь ямар тээглүүр таслах ёстойг шийдэхэд тусална. Жишээлбэл, DRV8837 -ийн хувьд:

• IC нь цахилгаан хангамжийн хоёр зүүтэй бөгөөд нэг нь ачаалал/мотор (VM), нөгөө нь логик (VCC) юм. Би 5V -ийг хоёуланд нь ашиглах тул хоёр зүүг хооронд нь холбоно.
• Дараагийнх нь nSleep зүү юм. Энэ бол идэвхтэй нам зүү юм, өөрөөр хэлбэл үүнийг GND -тэй холбох нь IC -ийг унтах горимд оруулах болно. Би IC -ийг байнга идэвхтэй байлгахыг хүсч байгаа тул 5V -т байнга холбож өгөх болно.
• Оролт нь дотоод татах эсэргүүцэлтэй байдаг. Тиймээс самбар дээр байгаа хүмүүсийг хангах шаардлагагүй болно.
• Мэдээллийн хүснэгтэд VM ба VCC тээглүүр дээр 0.1uF bypass конденсатор тавихыг заасан болно.

Дээр дурдсан зүйлийг санаж, би KiCad дахь IC -д зориулсан самбарыг боловсруулж, PCB болон Stencil -ийн үйлдвэрлэлд зориулж Gerber файлуудыг JLCPCB руу илгээсэн. Gerber файлуудыг энд дарж татаж авна уу.

Алхам 5: Сегментийг хянах

JLCPCB -ээс PCB болон стенилээ хүлээн авсны дараа би самбараа угсарсан. Энэ бол би анх удаа стенил ашиглаж, жижигхэн IC гагнах ажил хийсэн юм. Хуруунууд гатлав! Би гагнуурын зуурмагийг дахин асаахын тулд даавуун төмрийг гал зуух болгон ашигласан.

Гэхдээ би хичнээн хичээсэн ч гэсэн PAM8016 дор үргэлж нэг гагнуурын гүүр байсан. Аз болоход, DRV8837 анхны оролдлогоор амжилттай болсон!

Дараа нь би сегментийг хянах боломжтой эсэхийг шалгах болно. DRV8837 мэдээллийн хүснэгтийн дагуу би IN1 ба IN2 зүү рүү HIGH эсвэл LOW өгөх шаардлагатай байна. IN1 = 1 & IN2 = 0 байх үед гүйдэл нэг чиглэлд, IN1 = 0 & IN2 = 1 бол эсрэг чиглэлд урсана. Энэ нь ажилладаг!

Дээрх тохиргоонд микроконтроллероос хоёр оролт, бүрэн дэлгэцийн хувьд 14 оролт шаардлагатай. Хоёр оролт нь үргэлж бие биенээ нөхөж байдаг тул хэрэв IN1 нь өндөр бол IN2 нь бага, харин эсрэгээрээ хоёр тусдаа оролт өгөхийн оронд бид нэг оролт руу дохио (1 эсвэл 0) шууд илгээж болох бөгөөд нөгөө оролт нь өгөгддөг. NOT хаалгаар орсны дараа түүнийг урвуугаар эргүүлнэ. Ийм байдлаар бид ердийн 7 сегментийн дэлгэцтэй адилхан ганц оролтыг ашиглан сегмент/ороомог хянах боломжтой болно. Тэгээд хүлээгдэж байсны дагуу ажилласан!

Алхам 6: Дараа нь юу хийх вэ?

Тиймээс одоохондоо ийм байна! Дараагийн бөгөөд эцсийн алхам бол 7 ороомог ба H-Bridge драйверуудыг (DRV8837) нэг ПХБ дээр нэгтгэх явдал юм. Тиймээс үүнд бэлэн байгаарай! Доорх сэтгэгдлүүд дээр санал бодол, саналаа надад хэлээрэй.

Эцсээ хүртэл наалдсанд баярлалаа. Та бүхэнд энэ төсөл таалагдаж, өнөөдөр шинэ зүйл сурсан гэж найдаж байна. Ийм төслүүдийг үзэхийн тулд миний YouTube сувгийг захиалаарай.