Драйвер шагового двигателя на транзисторах своими руками: Драйвер шагового двигателя ARDUINO | Что и как строить на земельном участке или обо всем понемногу

Содержание

Все своими руками Простая схема управления шаговым двигателем

Опубликовал admin | Дата 10 января, 2014

     Схема управления шаговым двигателем приведена на рисунке 1. Схема реализована на микросхемах простой логики. В ней используются три микросхемы К561ЛА7 и одна К561ТМ2. В качестве мощных ключей для коммутирования обмоток шагового двигателя применены составные транзисторы КТ829А, способные выдерживать ток до семи ампер.

     При нажатии на одну из кнопок двигатель начинает вращаться в ту или иную сторону. Кнопки использованы двойные, поэтому при их отпускании размыкается и цепь питания обмоток шагового двигателя, что исключает протекание сквозных токов при остановке двигателя. Но есть ситуации, когда для удержания ротора двигателя в нужном положении, необходимо, чтобы через одну из обмоток протекал удерживающий ток. В этом случае контроллер должен автоматически понизить напряжение питания обмоток двигателя до необходимой величины.

В данной схеме этой опции нет, здесь напряжение питания снимается с обмоток двигателя полностью.

     На микросхеме DD1 собран генератор импульсов, изменение частоты этого генератора влечет за собой изменение частоты вращения шагового двигателя. Каждый импульс данного генератора поворачивает ротор на один шаг. На микросхемах DD2 и DD3 собраны логические элементы «исключающие или» и совместно с двумя триггерами DD4.1 и DD4.2, микросхемы К561ТМ2, образуют схему двухразрядного кольцевого счетчика для коммутации обмоток. Схема обеспечивает работу шагового двигателя в полушаговом режиме. Осциллограммы импульсных последователей полушагов показаны на скриншоте 1. Все обмотки двигателя зашунтированы демпфирующими диодами, устраняющими коммутационные выбросы напряжения. Микросхемы питаются через стабилизатор напряжения DA1 — КР142ЕН8Б. Максимальное входное напряжение этой равно35В. Так что и максимальное напряжение питания двигателя будет равно 35В.

Почти все элементы схемы смонтированы на печатной плате. На плате нет микросхемного стабилизатора напряжения, демпфирующих диодов, кнопок и конденсаторов фильтра. При необходимости их можно разместить на плате, изменив немного ее топологию. Скачать схему и рисунок печатной платы можно здесь.

Скачать “простая схема управления шаговым двигателем” Shema-upravl-shagov-dvigatel.rar – Загружено 1 раз – 31 КБ

Просмотров:37 126


Управление шаговым двигателем | Электроника для всех

Рано или поздно, при постройке робота, возникнет нужда в точных перемещениях, например, когда захочется сделать манипулятор. Вариантов тут два — сервопривод, с обратными связями по току, напряжению и координате, либо шаговый привод. Сервопривод экономичней, мощней, но при этом имеет весьма нетривиальную систему управления и под силу далеко не всем, а вот шаговый двигатель это уже ближе к реальности.

Шаговый двигатель это, как понятно из его названия, двигатель который вращается дискретными перемещениями. Достигается это за счет хитрой формы ротора и двух (реже четырех) обмоток. В результате чего, путем чередования направления напряжения в обмотках можно добиться того, что ротор будет по очереди занимать фиксированные значения.
В среднем, у шагового двигателя на один оборот вала, приходится около ста шагов. Но это сильно зависит от модели двигателя, а также от его конструкции. Кроме того, существуют полушаговый и микрошаговый режим, когда на обмотки двигателя подают ШИМованное напряжение, заставляющее ротор встать между шагами в равновесном состоянии, которое поддерживается разным уровнем напряжения на обмотках. Эти ухищрения резко улучшают точность, скорость и бесшумность работы, но снижается момент и сильно увеличивается сложность управляющей программы — надо ведь расчитывать напряжения для каждого шага.

Один из недостатков шаговиков, по крайней мере для меня, это довольно большой ток. Так как на обмотки напруга подается все время, а такого явления как противоЭДС в нем, в отличии от коллекторных двигателей, не наблюдается, то, по сути дела, мы нагружаемся на активное сопротивление обмоток, а оно невелико. Так что будь готов к тому, что придется городить мощный драйвер на

MOSFET транзисторах или затариваться спец микросхемами.

Типы шаговых двигателей
Если не углубляться во внутреннюю конструкцию, число шагов и прочие тонкости, то с пользовательской точки зрения существует три типа:

  • Биполярный — имеет четыре выхода, содержит в себе две обмотки.
  • Униполярный — имеет шесть выходов. Содержит в себе две обмотки, но каждая обмотка имеет отвод из середины.
  • Четырехобмоточный — имеет четыре независимые обмотки. По сути дела представляет собой тот же униполярник, только обмотки его разделены. Вживую не встречал, только в книжках.
Униполярный отличается от биполярного только тем, что ему нужна куда более простая схема управления, а еще у него значительно слабее момент.
Так как работает он только половинами обмоток. НО! Если оторвать нафиг средний вывод униполярника, то мы получим обычный биполярный. Определить какой из выводов средний не сложно, достаточно прозвонить сопротивление тестером. От среднего до крайних сопротивление будет равно ровно половине сопротивления между крайних выводов. Так что если тебе достался униполярник, а схема подключения для биполярного, то не парься и отрывай средний провод.

Где взять шаговый двигатель.


Вообще шаговики встречаются много где. Самое хлебное место — пятидюймовые дисководы и старые матричные принтеры. Еще ими можно поживиться в древних винчестерах на 40Мб, если, конечно, рука поднимется покалечить такой антиквариат.
А вот в трехдюймовых флопарях нас ждет облом — дело в том, что там шаговик весьма ущербной конструкции — у него только один задний подшипник, а передним концом вал упирается в подшипник закрепленный на раме дисковода. Так что юзать его можно только в родном креплении. Либо городить высокоточную крепежную конструкцию. Впрочем, тебе может повезет и ты найдешь нетипичный флопарь с полноценным движком.

Схема управления шаговым двигателем
Я разжился контроллерами шаговиков L297 и мощным сдвоенным мостом L298N.

Лирическое отступление, при желании можно его пропустить

Именно на нем был сделан мой первый силовой блок робота. Кроме него там еще два источника питания на 5 и на 3.3 вольта, а также контроллер двух движков на L293 (такой же как и во второй реализации силового блока). В качестве контроллера тогда был выбран АТ89С2051. Это антикварный контроллер архитектуры MSC-51 в котором из периферии только два таймера, порты да UART, но я его люблю нежно и трепетно, так как первая любовь не проходит никогда =). К сожалению исходники его мега прошивки канули в Лету вместе с убившимся винтом, так что я не могу поделиться теми извращенскими алгоритмами, которые были туда засунуты. А там был и двухканальный ШИМ, и I2C Slave протокол, и контроль за положением шаговика с точным учетом его перемещения.

Короче, знатный был проект. Ныне валяется трупом, т.к. все лень запустить Keil uVision и написать новую прошивку. Да и ассемблер С51 я стал уже забывать.


Схема включения L298N+L297 до смешного проста — надо тупо соединить их вместе. Они настолько созданы друг для друга, что в даташите на
L298N
идет прямой отсыл к L297, а в доке на L297 на L298N.

Осталось только подключить микроконтроллер.
  • На вход CW/CCW подаем направление вращения — 0 в одну сторону, 1 — в другую.
  • на вход CLOCK — импульсы. Один импульс — один шаг.
  • вход HALF/FULL задает режим работы — полный шаг/полушаг
  • RESET сбрасывает драйвер в дефолтное состояние ABCD=0101.
  • CONTROL определяет каким образом задается ШИМ, если он в нуле, то ШИМ образуется посредством выходов разрешения
    INh2
    и INh3, а если 1 то через выходы на драйвер ABCD. Это может пригодится, если вместо L298 у которой есть куда подключать входы разрешения INh2/INh3 будет либо самодельный мост на транзисторах, либо какая-либо другая микросхема.
  • На вход Vref надо подать напряжение с потенциометра, которое будет определять максимальную перегрузочную способность. Подашь 5 вольт — будер работать на пределе, а в случае перегрузки сгорит
    L298
    , подашь меньше — при предельном токе просто заглохнет. Я вначале тупо загнал туда питание, но потом передумал и поставил подстроечный резистор — защита все же полезная вещь, плохо будет если драйвер L298 сгорит.
    Если же на защиту пофигу, то можешь заодно и резисторы, висящие на выходе sense выкинуть нафиг. Это токовые шунты, с них L297 узнает какой ток течет через драйвер L298 и решает сдохнет он и пора отрубать или еще протянет. Там нужны резисторы помощней, учитывая что ток через драйвер может достигать 4А, то при рекомендуемом сопротивлении в 0. 5 Ом, будет падение напряжения порядка 2 вольт, а значит выделяемая моща будет около 4*2=8 Вт — для резистора огого! Я поставил двухваттные, но у меня и шаговик был мелкий, не способный схавать 4 ампера.

Правда на будущее, когда я буду делать роботу шаговый привод, я возьму не связку L297+L293, а микруху L6208 которая может и чуть слабей по току, но зато два в одном! Сразу подключай двигатель и работай. Если же их покупать, то на L6208 получается даже чуть дешевле.

Документация по микросхемам:

Контроллер И Драйвер Для Шагового Двигателя Своими Руками

Хотелось бы пригласить в эту тему ГУРУ электроники — людей доброжелательных и терпеливых. Почему не устраивают темы-«аналоги»? Да не понятно ВСЕ как-то и ДОРОГО.

Драйвер шагового двигателя » Электрик Из серии ‘станок с ЧПУ своими руками’. Как вариант — использовать расширитель портов для микроконтроллера и драйверы шаговых двигателей, или специальные драйверы шаговых двигателей с последовательным интерфейсом и адресацией. При неправильном подключении, драйвер и контроллер сгорят!. Тест на шумность шаговых двигателей и драйверов для 3D принтера.. 3D принтер своими руками. Общее устройство 3D принтера Mendel90.

Ибо, на сегодняшний момент, L297+L298 стоят НЕМАЛО, а их нужно, минимум – ТРИ пары, это не считая остального. И позволить себе эксперименты с этими микрухами – чайнику ДОРОГО. Я уже несколько сжег. Попробуйте найти в Сети вразумительную картинку – эта деталь/микруха выглядит ТАК, припаять её нужно ПОТОМУ-ТО к ВОТ ЭТОЙ НОЖКЕ, вот этим концом??? Итак, шаг № 1 — 1.Берем самый понятный и простой порт LPT, униполярный ШД, оптопары для защиты порта, дешевенькие транзисторы, стандартный блок питания от старого ПК и — запускаем этот ШД на коленке и на скрутках/пайках. 2.Конечно — при помощи программы, которая на управляющем компе. Программулю ПРИЛОЖУ.

Освою форум и приложу. А может, предложите что-то простенькое вы? 3.Задачка (задачка – это для Вас, уважаемые гуру, для нас – это ЗАДАЧИЩА) – ОБЕСПЕЧИТЬ 100% ЗАЩИТУ ПОРТА и ЭЛЕМЕНТАРНУЮ РАБОТУ ШД – однофазный шаг, полушаг, двухфазный шаг. 4.Схема и ваши предложения должны выглядеть ТАК, как будто вы объясняете марсианину – конкретные фото или фото-рисунки (можно – от руки). Еще раз – тема сознана для чайников для совсем чайников!

Сообщение отредактировал Uri4: 07 March 2009 — 18:46 •. Ибо, на сегодняшний момент, L297+L298 стоят НЕМАЛО, а их нужно, минимум – ТРИ пары, Дык зарегистрируйся на st.com (только убедительно) и запроси в виде сэмплов. По 5 штук вышлют каждой микрухи. Ну а ежили совсем никак, то пороюсь у себя по моему штук 3-4 еще завалялось 297-х не паяных (Правда помоему в SMD исполнении, погляжу послезавтра) Давай адрес в личку, вышлю.

Можешь палить. Я этими микрухами ужо наигрался. Да и кстати свяка с L298 это для биполярного только. Для униполяра надо чтото типа 7408 и МОСФЕТЫ IRF или IRLZ. Сообщение отредактировал Аэробус: 16 February 2009 — 19:31 •. Хотелось бы уточнить несколько моментов: 1. Шаговик униполярный или биполярный (L297+L298 — для биполярного, а в задании речь про униполярный).

Какой нужен ток шаговика и максимальная частота шагов. Какие ограничения по стоимости (связка L297+L298 стОит порядка 7$ — вроде не так уж и дорого, зато это уже считай полный драйвер для одного биполярного шаговика). Было б неплохо указать на какой конкретно движок расчитываете.

Лучше конечно делать систему с микрошагом — и шума меньше, и точность с качеством обработки выше, и долговечность станочка больше. Это конечно не так дешево как шаг-полушаг, но для ‘себя — любимого’. Но не мне решать, если Вам надо — будем стараться помогать.

Почему не устраивают темы-«аналоги»? Да заумно ВСЕ как-то, не понятно и ДОРОГО. Ибо, на сегодняшний момент, L297+L298 стоят НЕМАЛО, а их нужно, минимум – ТРИ пары, это не считая остального. И позволить себе эксперименты с этими микрухами – чайнику ДОРОГО. Я уже несколько сжег.

Попробуйте найти в Сети вразумительную картинку – эта деталь/микруха выглядит ТАК, припаять её нужно ПОТОМУ-ТО к ВОТ ЭТОЙ НОЖКЕ, вот этим концом??? Если действительно у Вас главная задача — первоначальное освоение программного управления ШД — забудьте пока не только про контроллеры, но и про любые специализированные микросхемы, в т. ч. Первоначальная схема управления ШД может содержать несколько микросхем стандартной логики ( старых серий К155 или К561) и несколько мощных транзисторов — какие-нибудь КТ815.КТ817. При таком подходе общая стоимость всех комплектующих, необходимых для управления ШД, который можно использовать в реальных устройствах, может быть равна 50.70 руб -в гривнах не знаю. Если начать процесс с использованием ‘маленьких’ ШД -от компьютерных дисководов -тогда ещё дешевле.

На этом этапе Вы получите опыт, его желательно получить максимально дешево -в смысле материальных затрат. Оптозащиту порта желательно выполнить пока в виде самостоятельного устройства. Uri4 (Feb 16 2009, 17:28) писал. Итак, шаг № 1 — 1.Берем самый понятный и простой порт LPT, униполярный ШД, оптопары для защиты порта, дешевенькие транзисторы, стандартный блок питания от старого ПК и — запускаем этот ШД на коленке и на скрутках/пайках. Я бы не связывался пока с БП от компьютера, достаточно просто сделать линейный выпрямитель-стабилизатор.

2.Из комплектации Вы упоминаете только о транзисторах, можно конечно подключить их напрямую к LPT, но желательно сразу сделать схему, управляемую только двумя сигналами: ‘Шаг’ и ‘Направление’. Зачем делать на коленке и на скрутках. Сделайте простенькую печатную плату. Uri4 (Feb 16 2009, 17:28) писал. 4.Схема и ваши предложения должны выглядеть ТАК, как будто вы объясняете марсианину – конкретные фото или фото-рисунки (можно – от руки). Еще раз – тема сознана для чайников для совсем чайников!

Нет плохих учеников (чайник – это не дебил), есть учителя НЕОЧЕНЬ. А здесь Вы не правы — я слышу обычный призыв тех, кто не хочет разбираться сам: ‘Сделайте мне понятно!’ Но дело в том, что только в интернете есть абсолютна вся необходимая информация, в том числе и для ‘совсем начинающих’.

И это тоже работа -разобраться, сложного то там ничего нет. А вы пытаетесь переложить эту работу на других. Плохих учеников действительно нет — есть ленивые ученики. Уточнение по теме. Люди, я никого не хочу обидеть – такой цели нет. Относитесь к чайнику снисходительней, хорошо? 1.Двигатели шаговые – самые простые, униполярные – типа – как от 5-ти дюймовых флоппи-дисководов.

Валяются на барахолке почти даром. 2.Напряжение ШД – 5 вольт. Ток, а фиг его знает какой там ток, если бирки нет?

3.Порт – LPT – он логичней и проще для чайника. 4.Почему блок питания от PC? Можно купить за символическую цену, можно выпросить даром, можно и не просить, а просто найти на помойке, есть 12 вольт.

Есть защита от перегрузки, тянет ДШИ-200-1,2,3 и кучу малых, бросовых ШД (и на 27v и на 48v). 5.Первичная задача – лишь бы крутился ШД. Вообще-то, первичной задачей была защита LPT и светодиоды на шильдиках и после оптопар 6.Да, лучше сразу делать так – скорость шагов – 1-й шильдик, направление вращения 2-й шильдик.

7.Но в это врубаешься лишь потом, когда программу ищешь. Позволю безадресный сарказм – лучше делать сразу так – верхний уровень напряжения и его частота – вращение по часовой, нижний уровень напряжения и его частота – вращение против часовой. ИТОГО – задействован лишь один шильдик на один ШД. Красота – 12 координат сразу!

Красота, то красота, но как это реализовать??? Чивойта ну нифига не видел, даж на микроконтроллерах??? В маке или ниносе там что-то упоминается, но лукаво так и вскользь? 8.По поводу логики. ТАК о НЕЙ и РЕЧЬ, должна была быть чуть попозже – действительно недорого (только надежно-ли?). Только я так намучился с ИЕ9, что ненавижу её лютой ненавистью – как кошмарик во сне, может ИЕ10-11 будет ко мне поласковей? 9.По поводу L298 – да ошипся, она нафиг не нужна на первом этапе электроностроительства.

Только об этом хитрый дядя Вася, рукастый и умный (был когда-то), а теперь торговый работник тебе (чайнику) не скажет 10.Почему общаюсь текстами? Лучше один раз увидеть Пока нет возможности.

Хотелось бы попросить от вас чуть картинок? 11.Многие сайты знаю, бывал, но, все равно – СПАСИБО. Учимся потихонечку.

12.САМЫЙ ГЛАВНЫЙ ПУНКТ. Хотите понимать объект – станьте им (конечно – на время) – величайшее качество по жизни, помогает – а-б-а-л-д-е-т-ь! Да, призываю стать ЧАЙНИКАМИ, ограниченный период своего времени и, засучив рукава, поюзать на теме. 13.Хочу ли на шару? Правда не совсем понимаю – что есть шара и какие у неё последствия???

14.Короче, люди – подарите контроллер на три координаты! Контроллер — преобразует команды G-кода в сигналы степ-дир. Контроллером является стойка или компьютер с установленной программой обработки кодов (мач) драйвер — переводит сигналы степ-дир в токовые величины исполнительного механизма (ШД, серва) Не совсем согласен. ИМХО, применительно к управлению ШД, контроллер (дословно с англ. Controller — управитель, регулятор) — это устройство, выполняющее обработку входных цифровых данных и формирование соответствующих управляющих (слаботочных) сигналов. Драйвер — ус-во, преобразующее уровни управляющих сигналов в уровни токов/напряжений, необходимых для исполнительного устройства (ШД). Преобразование step/dir в сигналы для ШД требует обработки (перебирать в определённом порядке варианты включения фаз ШД, для микрошага ещё и вычислять уровни токов в фазах — т.е.

Нужен контроллер) + драйвер. В подтверждение своих слов: L297 по документации контроллер (преобразует step-dir в сигналы коммутации обмоток ШД), L298 — драйвер (преобразует логические сигналы L297 в соответствующие напряжения/токи для ШД). Хотя это всё весьма условно. Ведь, как правило, на одной плате есть и контроллер и драйвер. И тут кто какую часть считает более весомой, тот так всю плату и называет (ИМХО).

Так что с переименовыванием темы торопиться не надо. Сообщение отредактировал Denya: 17 February 2009 — 04:33 •. Драйвер Для Программатор Usb Smart.

Понятия драйвер и контроллер не имеют чёткого разграничения, ну, или я об этом не знаю. Драйвером может быть и капитан корабля, и писатель, и водитель автомобиля, и микросхема выполняющая некие функции. В общем тот, кто чем-то управляет.

Контроллер подразумевает более разветвлённую логику. У группы спецов работающих в какой либо отрасли складываются традиции названий тех или иных устройств и функций. ‘Сделанным в СССР’ это трудно в голове уложить. Мы привыкли к однозначно регламентированным терминам, прописанным в толковых словарях, справочниках, а то и в ГОСТах. Теперь по сути Вашего ‘Сообщение #1’. Мне кажется наиболее точный дал GLOK.

В том форуме пример управления ‘шаговиком’ на транзисторах и элементах логики. Те-же функции выполняет микроконтроллер (он-же однокристальная ЭВМ, он-же микропроцессор, он-же ‘камень’, он-же ‘кристалл’) PIC16F84A в ссылке которую я привёл. Ссылку эту кстати, кто-то на этом-же форуме и давал.

Собсно в этих двух ссылках есть всё для сборки управления ‘шаговиком’. На русском и английском.

Только транзисторы ставьте рассчитанные под токи того мотора, который будете применять. Оптопары для защиты компа. А собсно от чего Вы комп защищать хотите? Высоких напряжений у Вас в схеме нет, питание +12V и +5V. От сквозного пробоя напряжением +12V через силовые транзисторы и через схему управляющую транзисторами, на порт и повреждение порта входными токами? Но опто развязка для этого не нужна.

Поставьте резистор номиналом 5КилоОм (5000 Ом) между портом компьютера и входом микросхемы (или группой микросхем) управляющей транзисторами. С линии (контакта) порта на +5V питания компьютера стоит диод, это внутри компа на материнской плате.

Ну, должен стоять, в приличном мазборде. Этот диод называется охранным. Если напряжение на линии порта превысит напр. Питания, то диод открывается и излишек напряжения уходит на линии питания компьютера. Вот для ограничения тока этого напряжения и ставится токоограничивающий резистор 5КОм.

Резистор 5 КОм ограничит ток — 12V/5000 Ом=0,0024А = 2,4мА. Это ток регламентированный для любого охранного диода на ‘маме’. Не будет 5КОм, поставьте 4,7КОм или 5,2КОм. Чем проще схема, тем проще её запускать.

А в случае опто развязок есть свои ‘подводные камни’. Знаем, плавали. Рекомендую прочитать Это для общего развития. В файловый архив форума не выкладываю, ибо запрещено правилами форума. С L297+L298 связываться не советую, эта пара БЫЛА хороша (когда-то) для серийного производства аппаратуры. Для экспериментального и мелкосерийного производства.

Много проблем с этими микросхемами. Лично я с ними не работал, но выслушал отзыв от приятеля разрабатывавшего упр. Не надо с ними (L297+L298) связываться если не планируете многотысячное производство. А если планируете, то тоже не надо — ибо устарели.

Dim – «Вот здесь простой контроллер с LPT портом и ШД как раз от флопиков. Вы дали ссылку на ресурс(ы) Ветрова Романа – он же – «VRI-cnc». Роману нужно отдать должное – он молодец, если учесть недостатки ЦЕЛЫХ фирм, занимающихся CNC, то огрехи программы Романа — просто н-е-с-у-щ-е-с-т-в-е-н-н-ы. К сожалению, демоверсия программы Романа (управление ШД – четыре обмотки – четыре пина-шильдика-контакта на LPT) не работает с обычным, «детским» драйвером на обычных транзисторах. Во всяком случае – у меня ничего не получилось. Даже эта маленькая тема, совершенно явно показывает, что в воздухе СОЗРЕЛО и витает ОТКРЫТОЕ ПО для CNC.

Пусть это будет неповоротливая Делфя которая может быть вполне НЕ НЕПОВОРОТНОЙ и резвой для начального, ЧАЙНИКОВОГО уровня. Почему речь пошла о ПО? Потому, что КОНТРОЛЛЕР+ДРАЙВЕР может быть не совместим с данным, конкретным ПО, а чайнику паять СХЕМУ и писать потом еще и программу под эту схему – это уже чересчур, не так ли? Сообщение отредактировал Uri4: 07 March 2009 — 19:05 •.

Самодельный драйвер для мощных моторов

2016-06-16

Всі статті →

Петр

Для управления мощными моторами через Ардуино нужно выбрать один из вариантов:

  • через готовый драйвер – шилд, например Монстр мото шилд
  • через свою схему управления на транзисторах, если нужно иметь реверс моторов, то нужно делать Н-мост с транзисторов.
  • через свою схему управления на транзисторах, если нужно иметь реверс моторов, то для этого с транзисторами можно использовать реле.

Для первого варианта нужно идеально подобрать драйвер по вашим запросам – вольтаж и ампераж моторов и обеспечить драйвер требуемым отводом тепла – поставить радиатор, а возможно и вентилятор для обдува.

Второй вариант запрашивает очень хорошее понимание электроники – нужно уметь рассчитать все элементы схемы: транзисторы n и p типа, резисторы, конденсаторы, диоды,… Кроме того при выходе из строя одного элемента вся система перестает работать и быстро заменить что то не так просто.

Третий вариант подразумевает получение ШИМ контроля оборотов мотора в одном направлении, а два реле обеспечат смену полярности питания мотора, что даст ему обратный ход. Большой плюс такого варианта в том, что можно иметь на борту несколько транзисторов (один не подключен – в запасе) и при перегрузке или сгорании основных можно на резервном транзисторе «доехать домой». И даже при поломке реле все равно можно иметь ход как минимум в одном направлении. Да и по затратам и надежности этот вариант был выбран как оптимальный.

Теперь по порядку:

Выбираем транзистор – берем полевой транзистор (мосфет). Тут есть два варианта по типу управляющего сигнала:

Логические транзисторы – управляются 5 вольтами – можно прямо с Ардуино.

Остальные транзисторы управляются напряжением от 10в (хотя практика показала что не логический полевик нормально работает и от 5 вольт). Для их использования нужно после Ардуино поднять напряжение, можно использовать готовый драйвер мосфета.

Итак, подсчитав более выгодный вариант (логические транзисторы значительно дороже) был выбран вариант с использованием драйвера мосфета в виде микросхемы ТС 4420. Она имеет 8 ножек:

1 и 5 питание +

4 и 8 питание –

2 вход (от Ардуино)

6 и 7 выход (на транзисторы)

Транзисторы нужно выбирать с запасом по напряжению и току, если углубляться в выбор сильнее, то нужно обратить внимание на сопротивление открытого транзистора, время открытия, закрытия,… В идеале транзистор должен открываться и закрываться очень быстро и тогда он не будет греться и КПД системы будет повыше.

В нашей схеме были использованы транзисторы IRF 2204, с током 210А, но поскольку были сомнения по поводу тонких ножек, то на каждый мотор стоит по 3 транзистора – в параллельном соединении (хотя 2 достаточно), один из них можно держать в запасе.

Подключаем транзистор так:

Левая ножка – управляющий сигнал с ШИМ (берем с выхода драйвера мосфета).

Средняя ножка – выход на мотор, но для удобства ее можно отломать (чтобы не мешала при пайке), а взять выход с корпуса транзистора (через отверстие корпус соединен с радиатором).

Важно не забыть на первую (левую) ножку припаять резистор примерно 10 кОм и пустить его на минус – так база транзистора всегда будет притянута к земле – чем она надежно закроет транзистор даже при обрыве управляющего провода.

Теперь выбираем по току и управляющему напряжению реле. В нашем случае реле управляется 12 вольтами – пришлось ставить еще по одному не очень мощному транзистору не логического уровня, который при сигнале с Ардуино (напрямую без драйвера) подает на реле 12 вольт и меняет положение его контактов.

Таким образом мы уже получили готовую схему для нашего силового драйвера:

 

Если интересно, то можно посмотреть схему в работе на большой робоплатформе с двумя моторами по примерно 700 Вт каждый и напряжением 12в:

L298N: двойной мостовой драйвер. На основе транзисторных массивов Дарлингтона -… | автор J3 | Jungletronics

на основе транзисторных массивов Дарлингтона — 3A при пике 50 В — Ardu-Serie # 52

Цель : запустить два 12v 350 об / мин двигателей на одном драйвере L298N 9. Эти моторы являются частью моего проекта Meet J3C3 — Assembly Techniques — J3 Caterpillar-Crawler-Chassis v 1.0 — ArduSerie # 46

L298 — это высоковольтный, сильноточный двойной полномостовой драйвер, предназначенный для приема стандартных логических уровней TTL и управления индуктивными нагрузками, такими как реле, соленоиды, двигатели постоянного тока и шаговые двигатели.

Два разрешающих входа предназначены для включения или выключения устройства независимо от входных сигналов.

Эмиттеры нижних транзисторов каждого моста соединены вместе, и соответствующий внешний вывод может использоваться для подключения внешнего измерительного резистора.Предусмотрен дополнительный вход питания, так что логика работает при более низком напряжении.

Вот моя первая попытка:

Предупреждение: не используйте Arduino 5v в качестве источника питания двигателя и не забудьте на установить все перемычки s;)

Код:

И вот мой второй Попытка:

Предупреждение: не забудьте удалить все перемычки . — см. Видео для более подробной информации 😉

Код:

Единственное соображение об этом модуле

Большая проблема этого модуля связана с перемычка 5в (JP1) .
Если вы используете двигатели ниже 12 В, , сохраните перемычку и 5 В будет выход , а внутренние цепи будут питаться от регулятора 5 В. Это был мой подход к первичной лаборатории выше 🙂

Если вы используете двигатели выше 12v , удалите перемычку ; при этом вы отключаете регулятор 5v , соответствующий вывод будет input , и вам нужно запитать внутреннюю схему 5v. Это был мой подход к вторичной лаборатории ниже;)

Вот и все!

Спасибо за чтение / просмотр.
Нажмите кнопку «Нравится», если вам понравился пост / видео.
Подпишитесь на канал, чтобы получать уведомления, когда я выложу новые видео и

Увидимся в следующий раз 🙂

Пока!

Загрузить все файлы для этого проекта

— опубликовано в октябре 2018 г. —

Похожие сообщения:

Знакомство с DoRobot — методы сборки J3 Caterpillar-Crawler-Chassis v 1.0 — ArduSerie # 46

L 9100S — Игрушка Драйвер простой в использовании — игрушка-низковольтный-мост-простой в использовании-мотор -.8A при пике 12 В — Ardu_Serie # 47

E ASYDRIVER : Драйвер 4-проводного шагового двигателя — Дизайн Брайана Шмальца на микросхеме A3967 — Биполярные двигатели — 0,75 А при пике 30 В — С их помощью проще простого! Ardu_Serie # 48

D RV8825 — Держатель драйвера сильноточного шагового двигателя — Шаговый двигатель — Биполярный режим — 2,5 А при 45 В, пик — Ardu_Serie # 59

L 298N — Двойной полномостовой драйвер — На основе массивов транзисторов Дарлингтона — 3A при пике 50 В — Серия Ardu # 52

T B6612FNG : Двойной драйвер двигателя постоянного тока — Драйвер двигателя SparkFun — 3.2A @ 13,5 В, пик — Ardu-Serie # 49

A 4988 — Держатель драйвера шагового двигателя — Allegro A4988 — Драйвер биполярного шагового двигателя — 2A @ 35 В, пик — Ardu-Serie # 53

A dafruit Motor Shield v1 и v2 –4 двигателя постоянного тока или 2 шаговых двигателя или 2 сервопривода — 1,2 А при 25 В и 3,2 А при 15 В, пик — Ardu-Serie # 54

I FR 520 MOS — Модуль + DoRobot — Переключение тяжелых нагрузок постоянного тока — 10A при пике 100 В — Ardu-Serie # 60

L 9110 Модуль H-моста + DoRobot — Плата драйвера шагового двигателя постоянного тока -.8A при пике 12 В — Ardu_Serie # 62

B TS7960B — Сильноточный полумост PN — Приложения для сильноточного привода двигателя — NovalithIC TM — 43A при пике 24 В — ArduSerie # 64

V Nh3SP30 — Monster Moto Shield — Используйте эту плату в чрезвычайно востребованных приложениях — Драйверы двигателей с полным мостом — 30 А при пиковом напряжении 16 В — 30 Ardu_Serie # 63

Шаговый двигатель

— обзор

Шаговый двигатель — это устройство, которое преобразует постоянный ток последовательность импульсов напряжения превращается в пропорциональное механическое вращение ее вала.Таким образом, шаговый двигатель работает и как привод, и как датчик положения. Дискретное движение шагового двигателя делает его идеально подходящим для использования с цифровой системой управления, такой как микрокомпьютер.

Скорость шагового двигателя можно изменять, изменяя частоту входной последовательности импульсов. Таким образом, если шаговый двигатель требует 48 импульсов для вращения на один полный оборот, тогда входной сигнал 96 импульсов в секунду заставит двигатель вращаться со скоростью 120 об / мин. На самом деле вращение осуществляется с конечными интервалами времени, но это визуально неразличимо на всех скоростях, кроме самых низких.

Принцип работы шагового двигателя можно проиллюстрировать на примере четырехфазной машины с переменным сопротивлением. Этот двигатель обычно имеет восемь зубцов статора и шесть зубцов ротора (см. Рисунок 2.57).

Рисунок 2.57. Шаговый двигатель с регулируемым сопротивлением

Если фаза 1 статора активирована отдельно, то два диаметрально противоположных зубца ротора совмещаются с зубцами фазы 1 статора. Следующий соседний набор зубьев ротора по часовой стрелке тогда на 15 ° не совпадает с зубьями статора.Активация обмотки фазы 2 сама по себе заставит ротор повернуться еще на 15 ° против часовой стрелки, чтобы выровнять соседнюю пару диаметрально противоположных зубцов ротора. Если обмотки статора возбуждаются в последовательности 1, 2, 3, 4, ротор будет двигаться последовательно с шагом 15 ° против часовой стрелки. Изменение последовательности возбуждения на обратное вызовет вращение ротора по часовой стрелке.

2.2.27.1 Терминология шагового двигателя

Момент отрыва : Максимальный крутящий момент, который может быть приложен к двигателю, работающему с заданной частотой шагов, без потери синхронизма.

Вращающий момент : Максимальный крутящий момент, при котором двигатель запускается с заданной частотой следования импульсов и достигает синхронизма без потери шага.

Динамический крутящий момент : крутящий момент, развиваемый двигателем при очень малых шаговых скоростях.

Удерживающий момент : Максимальный крутящий момент, который может быть приложен к неподвижному двигателю под напряжением, не вызывая вращения шпинделя.

Скорость отрыва : максимальная скорость переключения, при которой двигатель будет оставаться в синхронизированном состоянии, в то время как скорость переключения постепенно увеличивается.

Скорость втягивания : максимальная скорость переключения, при которой нагруженный двигатель может запускаться без потери шагов.

Диапазон поворота : Диапазон скоростей переключения между включением и выключением, при котором двигатель будет работать синхронно, но не может запускаться или реверсировать.

Общие характеристики типичного шагового двигателя приведены на Рисунке 2.58. Во время подачи каждого последовательного импульса ротор шагового двигателя быстро ускоряется к новому положению шага.Однако при достижении нового положения будет некоторое перерегулирование и колебания, если не будет обеспечен достаточный тормозящий момент, чтобы предотвратить это. Эти колебания могут вызвать резонанс ротора на определенных частотах импульсов, что приведет к потере крутящего момента или, возможно, даже к условиям выдергивания. Поскольку двигатели с регулируемым магнитным сопротивлением обладают очень небольшим внутренним демпфированием, они более восприимчивы к резонансам, чем двигатели с постоянным магнитом или гибридные типы. Доступны механические и электронные демпферы, которые можно использовать для минимизации неблагоприятных эффектов резонанса ротора.Однако, если это вообще возможно, двигатель следует выбирать так, чтобы его резонансные частоты не были критичными для рассматриваемого приложения.

Рисунок 2.58. Характеристики шагового двигателя

Благодаря своим уникальным характеристикам шаговые двигатели широко используются в приложениях, включающих позиционирование, управление скоростью, синхронизацию и синхронизированное срабатывание. Они широко используются в X-Y плоттерах, считывающих устройствах с перфорированной лентой, приводах головок гибких дисков, приводах каретки принтера, приводах скольжения станков с числовым программным управлением и механизмах управления диафрагмой камеры.

Самым серьезным ограничением чисто электрического шагового двигателя является его мощность. В настоящее время это ограничено примерно 2,25 кВт.

% PDF-1.5 % 1701 0 объект > эндобдж xref 1701 77 0000000016 00000 н. 0000002464 00000 н. 0000002650 00000 н. 0000002780 00000 н. 0000002817 00000 н. 0000003195 00000 н. 0000003305 00000 н. 0000003344 00000 п. 0000003423 00000 п. 0000003501 00000 п. 0000004729 00000 н. 0000005574 00000 н. 0000006137 00000 п. 0000006755 00000 н. 0000006987 00000 н. 0000007213 00000 н. 0000008257 00000 н. 0000009458 00000 п. 0000010692 00000 п. 0000011982 00000 п. 0000012119 00000 п. 0000012467 00000 п. 0000013710 00000 п. 0000014693 00000 п. 0000017386 00000 п. 0000017461 00000 п. 0000023333 00000 п. 0000023583 00000 п. 0000023851 00000 п. 0000027012 00000 п. 0000027053 00000 п. 0000027114 00000 п. 0000027222 00000 п. 0000027350 00000 п. 0000027536 00000 п. 0000027654 00000 п. 0000027770 00000 п. 0000027948 00000 н. 0000028068 00000 п. 0000028204 00000 п. 0000028356 00000 п. 0000028492 00000 п. 0000028610 00000 п. 0000028776 00000 п. 0000028900 00000 п. 0000029016 00000 н. 0000029182 00000 п. 0000029300 00000 п. 0000029418 00000 п. 0000029592 00000 п. 0000029704 00000 п. 0000029842 00000 п. 0000030058 00000 п. 0000030206 00000 п. 0000030338 00000 п. 0000030488 00000 п. 0000030616 00000 п. 0000030796 00000 п. 0000030934 00000 п. 0000031108 00000 п. 0000031256 00000 п. 0000031402 00000 п. 0000031564 00000 п. 0000031708 00000 п. 0000031862 00000 п. 0000032024 00000 п. 0000032148 00000 п. 0000032284 00000 п. 0000032420 00000 н. 0000032540 00000 п. 0000032668 00000 н. 0000032798 00000 п. 0000032942 00000 п. 0000033078 00000 п. 0000033210 00000 п. 0000033342 00000 п. 0000001836 00000 н. трейлер ] / Назад 1964965 >> startxref 0 %% EOF 1777 0 объект > поток hb«a« i ʀ

Цепь драйвера двигателя моста H

Направленное управление двигателя постоянного тока — это преднамеренное изменение определенных факторов привода двигателя постоянного тока, которые определяют направление вращения вала двигателя постоянного тока.Имея дело с практической электроникой в ​​промышленных или академических учреждениях, существует множество случаев, когда требуется направленное управление двигателем постоянного тока. Примером может служить конвейерная лента сборочного конвейера, обычно используемая для контроля почти во всех производственных отраслях. Такие конвейерные системы требуют двунаправленного управления двигателем, чтобы проводить проверки с максимальной точностью. В сегодняшнем руководстве мы рассмотрим пошаговую процедуру создания схемы драйвера двигателя с H-мостом с использованием транзисторов NPN и PNP.

Драйвер мотора моста H

Схема драйвера двигателя с H-мостом позволяет подавать напряжение на нагрузку в любом направлении. Он изготовлен с использованием четырех переключающих устройств (транзисторов / полевых МОП-транзисторов). Н-мостовые схемы часто используются в робототехнике и многих других приложениях, чтобы двигатели постоянного тока могли работать вперед и назад. Цепи контроллера мотора H Bridge также используются в различных преобразователях, таких как преобразователи постоянного тока в постоянный, постоянного тока в переменный, переменного тока в переменный ток

PCBWay — китайский производитель печатных плат и сборщик печатных плат.Шэньчжэнь на протяжении десятилетий был мировым центром исследований, разработок и производства электроники. Обладая более чем десятилетним опытом в области прототипов и изготовления печатных плат, PCBWay обязуется удовлетворять потребности своих клиентов. Из разных отраслей с точки зрения качества, доставки, рентабельности и любых других требовательных запросов. Как один из самых опытных производителей печатных плат в Китае. Они гордятся тем, что являются вашими лучшими деловыми партнерами, а также хорошими друзьями во всех аспектах ваших потребностей в печатных платах.

Аппаратные компоненты

Для сборки этого проекта вам потребуются следующие детали.

Полезные шаги

Тщательно выполняйте все шаги из видеоурока, приведенного выше (рекомендуется)

1) Припаиваем все транзисторы

2) Припаять все резисторы

3) Паяльник керамический конденсатор

4) Кнопки для пайки

5) Разъем питания под пайку

6) Пайка входных проводов двигателя постоянного тока

7) Давайте включим цепь

Принципиальная схема

Рабочее объяснение

Схема H-моста работает следующим образом: резисторы с R1 по R4 ограничивают базовый ток соответствующих транзисторов.После завершения схемы и нажатия кнопки SW1 транзисторы Q3 и Q4 будут включены, и ток пройдет через двигатель слева направо, и двигатель начнет свое вращение в соответствующем направлении.

При нажатии кнопки SW2 включаются транзисторы Q5 и Q2, и ток проходит через двигатель справа направо, заставляя двигатель вращаться в противоположном направлении. Никогда не нажимайте оба переключателя одновременно. Это создаст путь с очень низким коротким сопротивлением между источником питания и заземлением, что приведет к короткому замыканию источника питания.Это состояние называется «прострелить» и является верным способом быстро разрушить ваш H-образный мост.

Приложения

  • Обычно используется в таких устройствах, как серводвигатели, приводы двигателей, двигатели переменного / постоянного тока и т. Д.
  • Также используется в таких устройствах, как роботы, сервоприводы, конвейеры и т. Д.
  • Также используется для управления различными дронами, используемыми в таких приложениях, как наблюдение за недвижимостью и навигация по местности.

См. Также: Проект светофора с использованием микросхемы счетчика декады CD4017 | Как сделать многоуровневый датчик приближения с использованием микросхемы операционного усилителя LM358 | Усилитель звука беспроводного динамика с использованием силового транзистора 2SC2625

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *