DIY Өндөр гүйдлийн мотор драйвер (h-bridge): 5 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Энэхүү төсөл нь энэхүү Power Wheels хүүхдийн дөрвөлжин дугуйны мотор болон электрон төхөөрөмжийг шинэчлэх зорилготой бөгөөд энэхүү 12V мини-квадратын гүйцэтгэлд сэтгэл хангалуун бус байна. Бид худалдаанд байгаа мотор жолоодлогчдын самбарыг судалж, ихэнх нь ямар нэгэн хийсвэр (харьцуулсан зургийг үзнэ үү) эсвэл илүү үнэтэй болохыг олж мэдсэнийхээ дараа хоёр шинэ traxxis 775 сойзтой мотортой 24V системийг шинэчлэхээр төлөвлөж байсан бөгөөд би Arduino дээр суурилсан энгийн шийдлийг бүтээхээр шийдсэн.

Хамгийн багадаа 24 вольт

хоёр чиглэлтэй моторын хяналт

ХОУХШ -ийн хяналт

өргөтгөх боломжтой өндөр гүйдэл (100AMP)

хамгийн бага бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Логикийн хувьд 5V алхам

батерейны хүчдэлийн мэдрэмж

adruino нано хянагч

тодорхой зориулалтаар ашиглах оролтод хандах (тохируулагч [дээд ба доод обуд орно), чиглэл, идэвхжүүлэх, 1 нэмэлт)

гаралтанд ашиглагдаагүй тээглүүрт нэвтрэх (гадагшлуулах)

Тодорхой шийдэл бол мосфет дээр суурилсан H-bridge хэлхээг ашиглах явдал юм

Би H-bridge-ийн өндөр драйвераа хэрхэн зохион бүтээсэнээ харуулах болно

Алхам 1: H-bridge Driver IC олох

H-bridge драйвер IC нь Arduino ба MOSFET гаралтын хоорондох чип юм. Энэхүү IC нь Arduino -аас HIGH/LOW дохио авч, MOSFET хаалгыг жолоодохын тулд ижил хүчдэлтэй дохиог гаргадаг бөгөөд түүний хамгийн чухал үүрэг бол VCC (зай + оролт) дээрх өндөр хажуугийн бэхэлгээний хүчдэлийг нэмэгдүүлэх явдал юм. N-MOSFET-ийн зарим жолооч нар цохилт өгөхөөс урьдчилан сэргийлэх тусгай хэлхээтэй байдаг (2 фет нь газарт богино холболт үүсгэж, амьтдыг устгадаг.) Би эцэст нь NXP MC33883 Full H гүүрний драйвер ICchosen дээр суурьшсан, учир нь үүнд 2 хагас гүүр багтсан болно. Тиймээс надад зөвхөн 1 IC хэрэгтэй болно)-өндөр талдаа цэнэглэгдсэн насос-зөвхөн 7 нэмэлт бүрэлдэхүүн хэсэг шаардлагатай (хамгаалалтын хэлхээг оруулаад)-5.5-60V оролттой ажилладаг (вольтын доор ба түүнээс дээш) -1 оргил хөтөчийн гүйдэл

сөрөг нь харамсалтай нь хамгаалалтанд өртөөгүй (тиймээс үүнийг програм хангамж дээр хийж, одоогийн хязгаарлагдмал цахилгаан хангамжаар туршиж үзэх шаардлагатай) 5 оролтын дохио шаарддаг бөгөөд тус бүр нь 8.44 доллараар үнэтэй байдаг.: //nz.mouser.com/datasheet/2/302/MC33883-1126…

Энэхүү чипийг анхаарч үзвэл бид одоо тойрог орчноо зохион бүтээж болно

Алхам 2: Хэлхээний дизайн

Бид хэлхээний дизайн хийх EASYEDA (easyeda.com) онлайн хэрэгслийг ашиглах болно (хамааралгүй боловч хэрэгсэл нь сайн ажилладаг бөгөөд JLCPCB.com ашиглан ПХБ -ийг хялбархан захиалах боломжтой) MC33883 драйверын мэдээллийн хүснэгтээс бид програмын схемийг (гадны хамт) олж болно. хамгаалалтын хэлхээ) бид энэ хэлхээг хуулах болно, учир нь энд дугуйг дахин зохион бүтээх шаардлагагүй бөгөөд зөвхөн санал болгож буй схем ба конденсаторын утгыг ашиглана уу. хамгийн их Vgs

Бидний хэлхээнд нэмэх цорын ганц ялгаа нь одоогийн чадавхийг нэмэгдүүлэхийн тулд нэмэлт зэрэгцээ MOSFET -ууд бөгөөд үүнийг хийхийн тулд бид зөвхөн FET бүрийн хаалган дээр резистортой байх ёстой. Зэрэгцээ FET -тэй бол энэ эсэргүүцэл нь параллел хосын ачаалал ба шилжих шинж чанарыг тэнцвэржүүлэхэд тусалдаг (асуудал гарахаас зайлсхийхийн тулд өндөр ачааллын талаар илүү ихийг судлах).

Шийдвэр гаргах.. хамгийн их хүчдэл? Би 24в гүйж байгаа тул mc33883 чипийнхээ VCC ба VCC2 -ийг хооронд нь холбож чадна (vcc2 -ийн хязгаар нь 28v, гэхдээ би тусдаа тэжээлтэй байж болох ба 60V -ийн хамгийн их VCC хүчдэлтэй байж болно) Arduino -г хэрхэн тэжээх вэ? Би 6.5-36 в-ийн хооронд ажилладаг 3 зүү бүхий компьютер дээр урьдчилан бүтээгдсэн жижиг 5в 500мА сэлгэн залгууртай хамт явсан!. туйлшралын хамгаалалтын диод, оролт, гаралтын конденсаторыг нэмнэ. хийсэн.

Би батерейны хүчдэлийг авахыг хүсч, хүчдэл хуваагчийг Arduino тээглүүрээр хязгаарлахын тулд хүчдэл хуваагчийг унтрааж өгөхийг хүсч байна. 8 эсэргүүцэл дэвсгэр 2 параллель, 4 цуврал сул тал +== | ==- энэ нь би үүнийг тодорхой утгагүйгээр хялбархан өөрөөр тохируулах боломжтой гэсэн үг байх ёстой. Ардуиногоос бидэнд хэрэгтэй 2 гаралтын өндөр талт FET-ийн драйвер хүртэл бидэнд ямар гарц хэрэгтэй байгааг олж мэдээрэй. ба доод талын FETs -ийн хувьд 2 дижитал (эсвэл pwm), мөн танд жолоочийн 1 идэвхжүүлэх шугам хэрэгтэй болно.

Би бүх аналог оролтыг тохируулагч, идэвхжүүлэх, чиглүүлэх, шүргэх зориулалтаар ашиглахыг сонгосон бөгөөд тэдгээр нь бүгд задрах резистор бүхий дэвсгэртэй, 5в зүү байгаа бөгөөд оролт өндөр байх үед идэвхтэй ажилладаг. (Хэрэв идэвхжүүлсэн бол 5 вольт утас тасарсан бол хөдөлгүүр тасралтгүй ажиллах болно)

LED батерейны индикаторын 5pin +газардуулгын гаралтын толгой/ зүү рүү нэвтрэх (үлдсэн дижитал тээглүүр) -ийг оруулсан бөгөөд сүүлийн үлдсэн ХОУХ -ны зүүний толгойг оруулсан болно. ХБХ -ийг Arduino -ийн тусдаа таймер суваг дээр гаргадаг бөгөөд энэ нь таймеруудтай өөрөөр тоглох боломжийг олгодог.)

Алхам 3: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгох

Энэ хавтангийн хувьд, хэрэв та төхөөрөмжөө ухаалгаар сонговол smd гагнах гадаргуугийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй ажиллахаар шийдсэн. резистор ба конденсаторын 805 хэмжээтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь микроскопын тусламжгүйгээр гагнах нь маш энгийн бөгөөд зөвхөн хясаа ашиглах шаардлагатай байдаг..

Зарим хүмүүс 0603 тийм ч муу биш гэж хэлдэг ч энэ нь хязгаарыг давж эхэлдэг.

шилэн zeners Би маневр хийхэд жаахан төвөгтэй санагдсан

Драйвераас дижитал хүртэлх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн жагсаалт (миний ашиглаж байсан зүйл)

8x TO220 N-ch mosfets 60V 80A IPP057N06N3 G4x 1N5401-G ерөнхий зориулалтын цахилгаан диод 100v 3A (200А оргил) (эдгээр нь буруу би Schottky диодыг хэрхэн ашиглаж байгааг харах ёстой байсан) 8x 0805 50ohm эсэргүүцэл2x 0805 10ohm резистор2V 0805 10n (хамгаалалтын хэлхээ)

2x 18v zener диод 0.5W ZMM5248B (хамгаалалтын хэлхээ) 1x nxp MC33883 H-гүүр хаалганы драйвер 1x 0805 33nF 50V керамик конденсатор (жолоочийн хувьд)

2х 0805 470nF 50V керамик конденсатор (жолоочийн хувьд)

1x цооногоор дамжих туйлшралын хамгаалалтын диод

3x smd 10uF 50V 5x5.3mm электролитийн конденсатор 3x 0805 1uF 50V керамик конденсатор (5V логик хэлхээ)

9x 0805 10k эсэргүүцэл (pulkowns ба хүчдэл хуваагчийг 15k болгохоор тохируулсан) 4x 0803 3k резистор (3k хэвээр үлдэхийн тулд зэрэгцээ тохируулсан цувралууд. Миний мэдэх хог хаягдал) 2x 10k нүхний тайрагч потенциометр 1x Arduino-ийн янз бүрийн толгой, радиатор, унтраалга гэх мэт бусад зүйлс, потенциометр гэх мэт

Би сэлбэгээ mouser.com -оос захиалж, ихэнх хэсгүүдийг 10 ширхэгээр захиалж, бусад хэд хэдэн хэсгийг нийт 60 доллараар нэмж Шинэ Зеландад үнэгүй хүргүүлэх боломжтой болсон (~ 30 доллар хэмнэх)

Барилгын нийт бүрэлдэхүүн хэсэг нь ойролцоогоор 23 доллар +(илүү сайн худалдаж авахын тулд юу худалдаж авбал илүү ихийг худалдаж аваарай) +pcb

Алхам 4: ПХБ -ийн дизайн

Одоо бид бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгож авсан бөгөөд тэдгээрийг схемийн дагуу бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн багцыг баталгаажуулж, самбараа байрлуулж эхлэх болно гэж найдаж байна. Үүнийг хийхийн тулд youtube -ийг туршиж үзээрэй, миний хийж чадах зүйл бол энэ самбар дээрх алдаагаа зааж өгөх явдал юм

Би шумуулаа хэвтээ байрлуулж, H гүүрээ төлөвлөсөн халаагуурын уусмал дээр ажиллахаар төлөвлөж, үр дүнд нь миний хүсч байснаас хамаагүй нарийхан цахилгаан ул мөр үлдсэн байна. Би самбарын доод талын ул мөрийг хоёр дахин нэмэгдүүлж, гагнуурын маскыг арилгаснаар одоогийн хүчдэлийн холболтыг нэмэгдүүлэхийн тулд гагнуур нэмж болно. Би 10x10 мм хэмжээтэй том дэвсгэр ашиглан шураг терминал гэхээсээ илүү +v -v мотор ба моторт холболтыг гагнах кабелийг чиглүүлэхээр шийдсэн (механик ачааллыг бууруулах шаардлагатай болно). эдгээр дэвсгэрүүд. Хэрэв би самбарын эсрэг талын эдгээр дэвсгэрийг халаагч руу байрлуулсан бол амьдрал илүү хялбар байх болно

Би цооногоор чөлөөтэй эргэдэг диодын виасын хэмжээг нэмэгдүүлэх ёстой байсан. Үүний үр дүнд тэдгээрийг гадаргуу дээр суурилуулсан болно (багцынхаа хэмжээг анхаарч үзээрэй

загвараа Gerber файл руу хөрвүүлээд дуртай ПХБ -ийн үйлдвэрлэгч рүү илгээнэ үү, би JLCPCB -ийг санал болгож чадна, тэд надад сайн ажилласан, боломжийн үнэтэй

Алхам 5: Удирдах зөвлөлийг угсрах, турших

Одоо та эд анги, ПХБ -ээ угсарч, нэг цаг эсвэл хоёр цаг зарцуулах цаг болжээ

Нэгдүгээрт, бүх эд ангиуд байгаа эсэхийг шалгаарай, таны ПХБ -ийн байдал сайн байгаа эсэхийг шалгаарай, багаж хэрэгслээ цуглуул.

Миний хэлсэнчлэн 0805 хэсэг нь хамгийн бага бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс эхлээд эсэргүүцэл, таг, диод тавьснаар IC нь Arduino -ийг шууд эсвэл салгаж авахын тулд толгойнуудыг толгойнуудыг суулгаж өгдөг.

Богино хугацааны хэлхээний самбарыг туршиж үзээрэй

одоо зохицуулагч хэсэг зөв ажиллаж байгаа эсэхийг шалгахын тулд Arduino -д нүдээ анивчуулж, USB -ээ салгаад самбарыг зай эсвэл тэжээлийн эх үүсвэрээс салгаарай.

Богино хугацааны хэлхээний самбарыг туршиж үзээрэй

Жолоочийн програм хангамжийг байршуулж, самбарыг одоогийн хязгаарлагдмал хангамжаас тэжээнэ үү. 100 мА хангалттай байх ёстой гэж хэлье бага хүчдэлийн улмаас унтрах магадлалтай

Таны самбар одоо мотор эсвэл 2 жолоодоход бэлэн боллоо