MOSET DRIVEN MOTOR DRIVER: 5 Steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

MOTORFÖRARE

• Motorförare är en oumbärlig del av robotvärlden eftersom de flesta robotarna kräver att motorer fungerar och för att köra motorerna effektivt kommer motorförarna att spela.
• De är en liten strömförstärkare; motorförarnas funktion är att ta en lågströmstyrsignal och sedan förvandla den till en signal med högre ström som kan driva en motor.
• Lågströmstyrsignal kommer från en mikrokontroller (Arduino Uno i mitt fall) som kan ge uteffekter i intervallet 0-5V vid 40mA maximalt som sedan bearbetas av motorföraren för att ge högre strömutgång, dvs 12-24V vid 2- 4A.
• Motordrivrutiner har vanligtvis två delar

1. Pulsbreddsmodulation (PWM) tolkrets för att styra motorns hastighet i enlighet med den varierande ingången PWM från motordrivrutinen.
2. En riktningskontrollkrets för att styra motorns riktning.

Steg 1: PWM TOLKARKRETS

KOMPONENTER KRAV

1. IRF250N MOSFET
2. 10K OHM -RESISTOR
3. 2A DIODE*2
4. 12V BATTERI

IRF 250N är en logisk nivå MOSFET som omvandlar 0-5 V ingång vid porten till motsvarande 0-Vmax (för det anslutna batteriet).

10K OHM-motstånd är ett neddragningsmotstånd som håller den logiska signalen nära noll volt när ingen annan aktiv enhet är ansluten.

Dioderna används som en flyback -diod. En flyback -diod (ibland kallad frihjulsdiod) är en diod som används för att eliminera flyback, vilket är den plötsliga spänningspiken som ses över en induktiv last när dess matningsström plötsligt reduceras eller avbryts.

OBS- Eftersom ett externt batteri används måste det vara gemensamt jordat med mikrokontrollen. Detta görs genom att ansluta batteriets minuspol till mikrokontrollerns GND.

Steg 2: DIRECTION CONTROL CIRCUIT

KOMPONENTER KRAV

1. 8 PIN-RELÄ (58-12-2CE OEN)
2. IRF250N MOSFET
3. 10K OHM -RESISTOR*3
4. 3 mm LED *2

MOSFET som används i denna krets är densamma som den föregående kretsen dvs IRF250N men istället för att ge PWM vid Gate ger vi bara Analog High och Low eftersom vi bara måste slå på och stänga av reläet.

Reläet fungerar vid 12V men Analog High mottaget från Arduino är max 5V så vi har använt MOSFET som switch här.

Reläet som används (58-12-2CE OEN) är en 8-stifts.

• De första 2 stiften är spolströmsgivare.
• Common tar emot ingång för att leverera den till utgången (motorn).
• NC tar emot ström från Common när spolen inte drivs och NO är frånkopplad.
• När spolen drivs får NO ström från Common och NC kopplas bort.

Vi korsar över mellan NO och NC vilket kommer att ge oss ändringen av polaritet

Två lysdioder är anslutna parallellt med utgången tillsammans med 10K ohm motstånd båda i motsatt polaritet. De kommer att fungera som riktningsmeddelare som man kommer att lysa när strömmen flödar i en riktning och Vice -Versa.

Steg 3: MIKROKONTROLLEN

Mikrocontrollern har 2 signaler att leverera

1. PWM för att variera motorns varvtal.
2. Analog Hög och Låg för att ändra motorriktning.

KODEN FÖRESKRIVS I BILAGA

Utsignalen från PWM PIN 3 är ansluten till PWM -tolkretsen.

Utgången från PIN 11 är ansluten till Gate of Relay Circuit.

OBS - Om båda kretsarna använder samma strömkälla måste bara någon av dem vara gemensam. om 2 strömkällor används måste båda kretsarna vara gemensamt jordade

INGÅNG =

0 och 1 för riktning

0-255 för hastighet; 0 för att stanna och 255 för maximal hastighet.

FORMAT =

Plats

Exempelvis 1 255

0 50

DET ÄR VIKTIGT DET OBSERVERA ATT PWM TOLKARKRETS RÄCKAR I SJÄLV OM ANVÄNDAREN BARA VILL BYTA HASTIGHETEN FÖR MOTORN ELLER STÄNGA DEN PÅ OCH FRÅN UTAN ÄNDRING AV DEN RIKT

Steg 4: SYSTEMINTEGRATION

Efter att ha gjort alla komponenter i motordrivrutinen är det dags att integrera dem alla tre, det vill säga PWM -tolk, reläkrets med mikrokontrollen.

• Utgången från PWM -tolk är ansluten till reläets gemensamma.
• Båda kretsarna är anslutna till batteriet med hjälp av ett PowerBoard. En PowerBoard är en säkerhetskrets som består av en kondensator (används för att filtrera ingången), en diod (för att kontrollera batteriets polaritet) och en säkring (för att begränsa strömmen) för att skydda kretsen under extrema förhållanden.

PowerBoard behövs inte när motorn är utan belastning, men när du använder motorföraren i en robot rekommenderas det att använda den.

• Anslut Gate på PWM -tolkrets till pwm pin 3
• Anslut reläkretsen till stift 11.

Steg 5: UTVECKLING

• Inledningsvis använde jag en transistor för att växla reläet men det kunde inte hantera strömmen som flödade genom det så jag var tvungen att byta till MOSFET.
• Jag hade använt en kondensator mellan källan och porten på MOSFET för att säkerställa inget strömflöde mellan dem men senare insåg jag att det inte behövdes.