2 enkle tovejs motorstyringskredsløb udforsket

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Et kredsløb, der tillader en tilsluttet motor at fungere i retning mod uret og mod uret gennem alternative indgangsudløsere kaldes et tovejs styrekredsløb.

Det første design nedenfor diskuterer et komplet bro- eller H-brobaseret tovejs motorstyringskredsløb ved hjælp af de 4 opamper fra IC LM324. I den anden artikel lærer vi om et tovejs motorstyringskredsløb med højt moment ved hjælp af IC 556



Introduktion

Generelt, mekaniske afbrydere er vant til at justere DC-motorens rotationsretning. Justering af polariteten på den anvendte spænding og motoren drejer den modsatte retning!

På den ene side kan dette have den ulempe, at en DPDT-switch skal tilføjes for at ændre spændingens polaritet, men vi har kun at gøre med en switch, der gør proceduren ret let.



DPDT kan dog have et alvorligt problem, det anbefales ikke, at du pludselig vender spændingen over en jævnstrømsmotor under dens rotationsbevægelse. Dette kan resultere i en strømspids, som muligvis kan brænde den tilknyttede hastighedsregulator af.

Desuden kan enhver form for mekanisk stress også medføre lignende problemer. Dette kredsløb slår disse komplikationer let. Retningen og hastigheden manipuleres ved hjælp af et ensomt potentiometer. Drejning af potten i en bestemt retning får motoren til at begynde at rotere.

Hvis du skifter gryden i den modsatte retning, kan motoren rotere i omvendt bevægelse. Den midterste position på gryden slukker for motoren, hvilket sikrer, at motoren sænkes først og derefter stopper, før der gøres en indsats for at ændre retning.

Tekniske specifikationer

Spænding: Kredsløbet og motoren bruger den fælles strømforsyning. Dette indebærer, at fordi den højeste arbejdsspænding af LM324 er 32VDC, dette bliver ligeledes den maksimale spænding, der er tilgængelig for at betjene motoren.

Nuværende: IRFZ44 MOSFET er designet til 49A, IRF4905 kan håndtere 74A. Ikke desto mindre kan PCB-spor, der løber fra MOSFET-stifterne til skrueklemmen, bare klare omkring 5A. Dette kunne forbedres ved lodning af kobbertrådstykker over printkortene.

I så fald skal du sørge for, at MOSFET'erne ikke bliver for varme - hvis de gør det, er der behov for større køleplader for at blive monteret på disse enheder.

LM324 Pinouts

Tovejskontrol af jævnstrømsmotorer, der bruger LM324

Grundlæggende finder du 3 måder at juster hastigheden på jævnstrømsmotorer :

1. Ved at bruge mekaniserede gear til at opnå den ideelle acceleration: Denne tilgang er ofte ud over bekvemmeligheden for de fleste entusiaster, der praktiserer i hjemmeværksteder.

2. Reduktion af motorspændingen gennem en seriemodstand. Dette kan bestemt være ineffektivt (effekt vil blive spredt i modstanden) og også resultere i reduktion i drejningsmoment.

Den strøm, der forbruges af motoren, øges også, når belastningen på motoren øges. Øget strøm betyder et mere spændingsfald over seriemodstanden og dermed en faldet spænding for motoren.

Motoren gør derefter et forsøg på at trække endnu større strøm, hvilket får motoren til at gå i stå.

3. Ved at tilføre hele forsyningsspændingen til motoren i korte impulser: Denne metode slipper for seriens faldende effekt. Dette kaldes pulsbreddemodulation (PWM) og er den strategi, der findes i dette kredsløb. Hurtige impulser gør det muligt for motoren at køre langsomt forlængede impulser tillader motoren at køre hurtigere.

SÅDAN FUNKTIONER (se skematisk)

Kredsløbet kunne opdeles i fire faser:

1. Motorstyring - IC1: A
2. Trekantsbølgenerator - IC1: B
3. Spændingskomparatorer - IC1: C og D.
4. Motordrev - Q3-6

Lad os komme i gang med motordriverfasen, centreret omkring MOSFETs Q3-6. Kun et par af disse MOSFET'er forbliver i aktiveret tilstand på ethvert øjeblik. Mens Q3 og Q6 er ON, strømmer strøm gennem motoren og får den til at rotere i en enkelt retning.

Så snart Q4 og Q5 er i drift, vendes strømcirkulationen, og motoren begynder at rotere i den modsatte retning. IC1: C og IC1: D beskæftiger sig med hvilke MOSFET'er er tændt.

Opamps IC1: C og IC1: D er forbundet som spændingskomparatorer. Referencespændingen for disse opamper produceres af modstandsspændingsdeleren på R6, R7 og R8.

Vær opmærksom på, at referencespændingen for IC1: D er knyttet til '+' indgangen, men for IC1: C er den koblet til '-' indgangen.

Dette betyder, at IC1: D aktiveres med en spænding, der er højere end dens reference, mens IC1: C bliver bedt om en spænding, der er lavere end dens reference. Opamp IC1: B er konfigureret som en trekantbølgenerator og leverer aktiveringssignalet til de relevante spændingskomparatorer.

Frekvensen er omtrent den inverse af tidskonstanten på R5 og C1 - 270Hz for de anvendte værdier.

Faldende R5 eller C1 øger frekvensen, hvor en af ​​disse øges, hvilket reducerer frekvensen. Top-til-peak-outputniveauet for trekantsbølgen er meget mindre end forskellen mellem de to spændingsreferencer.

Det er derfor ekstremt svært for begge komparatorer at blive aktiveret på samme tid. Ellers begynder alle 4 MOSFET'er at lede, hvilket fører til en kortslutning og ødelægger dem alle.

Trekantbølgeformen er struktureret omkring en DC-forskudt spænding. Forøgelse eller formindskelse af forskydningsspændingen varierer pulspositionen for trekantsbølgen passende.

Skift af trekantsbølgen opad gør det muligt for komparator IC1: D at aktivere, hvis det mindskes, resulterer i, at komparator IC1: C aktiveres. Når spændingsniveauet for trekantsbølgen er midt i de to spændingsreferencer, induceres ingen af ​​komparatorerne. DC-offspændingen reguleres af potentiometeret P1 via IC1: A, der er designet som en spændingsfølger.

Dette giver en lav output impedans spændingskilde, hvilket gør det muligt for DC offset spændingen at være mindre sårbar over for belastningen af ​​IC1: B.

Når 'potten' skiftes, begynder jævnstrømsforskydningsspændingen at variere, enten op eller ned baseret på den retning, gryden vendes. Diode D3 præsenterer omvendt polaritetsbeskyttelse for controlleren.

Modstand R15 og kondensator C2 er et simpelt lavpasfilter. Dette er beregnet til at rense eventuelle spændingsspidser, der bringes af MOSFET'erne, når de tænder forsyningskraft til motoren.

Liste over dele

2) Tovejs motorstyring ved hjælp af IC 556

Hastigheds- og tovejskontrollen for jævnstrømsmotorer er relativt enkel at implementere. For uafhængigt aktiverede motorer er hastigheden i princippet en lineær funktion af forsyningsspændingen Motorer med en permanent magnet er en underkategori af uafhængigt aktiverede motorer, og de bruges ofte i legetøj og modeller.

I dette kredsløb varieres motorforsyningsspændingen ved hjælp af pulsbreddemodulation (PWM), som sikrer god effektivitet samt et relativt højt drejningsmoment ved lave motorhastigheder. En enkelt kontrolspænding mellem 0 og +10 V gør det muligt at vende motorhastigheden og variere fra intet til maksimalt i begge retninger.

Astabel multivibrator IC er konfigureret som en 80 Hz oscillator og bestemmer frekvensen af ​​PWM-signalet. Aktuel kilde T1 oplader Ca. Savtandsspændingen over denne kondensator sammenlignes med styrespændingen i 1C2, som udsender PWM-signalet til buffer N1-Na eller NPN1. Den darlington-baserede motordriver er et brokredsløb, der er i stand til at køre belastninger op til 4 ampere, forudsat at indkøringsstrømmen forbliver under 5 ampere, og der er tilstrækkelig afkøling til effekttransistorerne T1-Ts. Dioder D1, D5 giver beskyttelse mod induktive overspændinger fra motoren Switch S1 gør det muligt at vende motorretningen med det samme.

IC 556 tovejs motorhastighedskontrol

Prototype-billeder




Forrige: Forståelse af forstærkerkredsløb Næste: Sådan forbindes transistorer (BJT) og MOSFET med Arduino