Hur man gör en H-bro: 15 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

En H-bro är en typ av kretsar som du kan använda för att få en reversibel likströmsmotor att snurra både medurs och moturs.

Med andra ord, denna krets låter dig snabbt vända riktningen en motor snurrar med hjälp av en omkopplare eller styrchip för att ändra dess riktning.

Jag ska visa dig hur du gör den enklaste och mest pålitliga formen av H-bridge som jag vet hur jag gör. Jag måste varna dig för att detta absolut inte är den bästa H-bridge-designen och att det faktiskt har ett par brister som jag kommer att förklara senare.

Även om du aldrig skulle ha gjort en H-bro tidigare eller helt enkelt behöva en krets som kan vända riktningen för en motors vridning, så är denna krets en snabb och enkel lösning.

Vänligen notera:

Den här H-bron är inte bra. Du kan göra mycket bättre enkla H-broar och jag håller det här för arkivändamål. Kolla in denna Skitter Bot Instructable för att lära dig hur du gör en enklare.

Steg 1: Gå på Hämta saker

Här är vad du behöver få:

4 - SPST 5VDC Reed Relays 1 - SPDT 5VDC Reed Relay 1 - paket med 9V batteriklämmor 1 - 9V batteri 1 - Toggle eller slide switch (SPST) 1-7805 Spänningsregulator 1 - PC -kort 1 - DC -motor

Observera att några av länkarna på denna sida innehåller Amazon -länkar. Detta ändrar inte priset på någon av föremålen till salu. Men jag tjänar en liten provision om du klickar på någon av dessa länkar och köper något. Jag återinvesterar dessa pengar till material och verktyg för framtida projekt. Om du vill ha ett alternativt förslag till en leverantör av någon av delarna, vänligen meddela mig.

Steg 2: Sanningen om H-broar

En H-brygga är en serie med fyra kontrollerbara switchar där det finns två uppsättningar med två switchar.

En uppsättning strömbrytare när den är stängd tillåter el att flöda åt ett håll. Den andra uppsättningen omkopplare låter elektricitet flöda i motsatt riktning.

En annan viktig egenskap hos en H-bro är att den vanligtvis kan använda en mindre spänning (till exempel 5VDC från en mikrokontroller) för att styra en mycket större spänning (12VDC som används för att driva en motor). Dessa två separata spänningskällor hålls isolerade från varandra.

H-broar kan göras med antingen 4 reläer eller 4 transistorer.

Den bästa typen av H-bro är gjord med transistorer eftersom dessa enkelt kan användas för att styra motorns varvtal (genom att använda den mindre spänningen för att modulera den mycket större motorspänningen). En H-bro tillverkad med reläer (som den vi tillverkar) kan inte enkelt användas för att ändra motorns varvtal (såvida naturligtvis inte motorspänningen matas från en strömkälla som kan moduleras … dvs H-bron själv kan inte modulera strömkällan för att sänka motorn. Effekten måste minskas för att bromsa motorn innan den går genom H-bron).

Steg 3: Hur det fungerar

H-bron vi använder använder reläer.

Vad detta betyder för dig är att motorn snurrar så snabbt som möjligt i ena riktningen och sedan när den backas, snurrar den så snabbt den kan i den andra riktningen. Det enda som kommer att sakta ner motorns snurr är om du har en styrenhet som kan modulera 9VDC-effektsignalen INNAN den går in i H-bron.

När spolarna på "Relä 1" och "Relä 4" dras högt (elektricitet rinner genom dem), kommer motorn att snurra framåt (se "Bild 1").

När spolarna på "Relä 2" och "Relä 3" dras högt (elektricitet rinner genom dem), kommer motorn att rotera bakåt (se "Bild 2").

När spolarna på "Relä 1" och "Relä 2" dras högt (elektricitet rinner genom dem), slutar motorn att snurra (se "Bild 3").

När spolarna på "Relä 3" och "Relä 4" dras högt (elektricitet rinner genom dem), slutar motorn att snurra (se "Bild 4").

********VARNING***********

Du vill undvika:

"Relä 1" och "Relä 3" dras högt. Detta är en kortslutning eftersom det inte finns någon belastning för elen att passera. Dåliga saker kommer att hända! (se "Bild 5")

"Relä 2" och "Relä 4" dras högt. Detta är en kortslutning eftersom det inte finns någon belastning för elen att passera. Dåliga saker kommer att hända! (tänk "Bild 6")

Mer än 2 reläer dras högt åt gången. Dåliga saker kommer att hända.

Steg 4: Om vår krets

Vår krets innehåller en H-brygga som består av 4 SPST-reläer (enpolig enkelkast) och 1 ytterligare SPDT (enkelpoligt dubbelkast) relä som kommer att användas för att växla mellan 2-uppsättningar med 2 reläer. Okej…. så här fungerar det … Ström från batteriet går till spänningsregulatorn 7805 där den omvandlas till 5V. Ström från batteriet går också till "Relä 1" och "Relä 2" där det går till motorn (men vi går före oss själva). 5V -strömmen går både till spolen på SPDT -reläet och det är passerar också genom SPDT -reläet. Så, när omkopplaren är stängd, strömmar 5V genom spolen på SPDT -reläet och 5V leds också genom SPDT -reläet till spolarna i "Relä 1" och "Relä 4" och tvingar dem att stänga. Detta gör att 9V kan flöda genom "Relä 1" och "Relä 4" på ett sätt där motorn kan snurra medurs. Med andra ord, när vi stänger omkopplaren som är ansluten till spolen på SPDT-reläet, utlöser vi H-bron för att låta motorn snurra medurs. Därför, om vi vill att motorn ska snurra moturs, skulle vi behöva gör är att vrida på omkopplaren i motsatt riktning. Detta kommer att ändra vägen genom vilken elen passerar genom SPDT -reläet och i sin tur stänga "Relä 2" och "Relä 3" (och i förlängningen öppna "Relä 1" och "Relä 4").

Steg 5: Starta din lödning

Löd dina 4 SPST-reläer till kretskortet så nära varandra som möjligt (se sekundärbild). Om du inte vet hur du lödder, lär dig att lödda. Löd sedan SPDT-reläet (den lådliknande saken) till brädet så nära SPST -reläerna som du kan få det (se sekundärbild) Slutligen, i registren längst till vänster eller höger på kortet, löd din 7805 5V -regulator (se sekundärbild). Du bör nu ha alla dina huvudkomponenter anslutna till kortet (se huvudbild).

Steg 6: Löd några trådar

Du kommer att vilja ansluta kablar till dina komponenter så att de faktiskt är ihopkopplade och kan göra saker.

Till att börja med, löd en svart tråd på ena sidan av spolen på varje SPST -relä. Välj en plats på kretskortet där det finns minst 8 tomma luckor och de är inte anslutna till någon av komponenterna och löd sedan ihop alla fyra trådarna på undersidan av brädet.

Steg 7: Löd några fler trådar

Du måste sedan ansluta två ledningar till var och en av utgångsstiften på SPDT -reläet. Tänk på var och en av dessa två ledningar som tillhör samma uppsättning ledningar. Anslut en uppsättning ledningar till spolarna på de två närmaste reläerna. Anslut den andra uppsättningen ledningar till spolarna på de två längsta reläerna (för klargörande se bildanteckningar).

Steg 8: Löd ännu fler trådar

Anslut det första reläets mittstift till 9V -ingången på spänningsregulatorn. Anslut det andra reläets mittstift till marken (platsen med alla svarta ledningar anslutna ihop). Anslut det tredje reläets mittstift till 9V -ingången på spänningsregulatorn. Anslut det fjärde reläets mittstift till marken (platsen med alla svarta ledningar anslutna ihop).

För klargörande se bilder nedan.

Steg 9: Vem skulle ha fastän det skulle finnas så många trådar?

Anslut den andra änden av en av dessa ledningar till ingångsstiften på SPDT Relay. Anslut den andra ledningen till spolen på SPDT -reläet.

Och sedan är det frågan om växeln. En ledning på strömbrytaren går till spolen på SPDT -reläet och den andra ledningen på strömbrytaren går till marken.

Nu skulle det också vara en bra tid att fästa en svart tråd mellan marken och mittstiftet på spänningsregulatorn.

Steg 10: Fäst en Plug You Sexy Beast

Du kommer att vilja kunna slå på din H-bro, eller hur? Och oavsett hur sexig du än tror att du är, är det enda sättet att slå på den med el.

Så, fäst den röda ledningen på 9V -kontakten till 9V -ingången på spänningsregulatorn. Och fäst sedan den svarta tråden på alla andra jordledningar på brädet.

Steg 11: För några trådar mer

Fäst 5 tråd till stiften på sidan av SPST -relärören som för närvarande inte har några kablar anslutna till den.

Om det finns en röd +9V tråd på mittstiftet på ena sidan av röret som för närvarande har ledningar på det, fäst också en röd tråd på sidan som du för närvarande fäster ledningar till. Om det finns en svart tråd på sidan med alla trådar, fäst sedan en svart tråd på denna sida.

Steg 12: Rengör

Klipp av all extra tråd på brädans undersida.

Trimma så nära brädet som möjligt utan att bryta några anslutningar.

Detta kommer att hindra trådarna från att korsas senare.

Steg 13: Testning… Testning… 1… 2… 3…

Nu är det dags att se om det fungerar. Tänk på den röda och svarta tråden närmast ena kanten av brädet som en uppsättning. Tänk på den längre röda och svarta tråden som en annan uppsättning. I bilden nedan, tvinnade jag ihop de två ledningarna i varje uppsättning. När H-bron utlöses av SPDT-reläet, kommer antingen en uppsättning eller den andra uppsättningen vid varje given tidpunkt att ha ström genom den. Så, om vi skulle fästa en LED i serie med ett 220 ohm motstånd till varje uppsättning, när vi kopplar in ett batteri och slår på strömbrytaren tänds antingen en LED eller den andra tänds (se bilder nedan).

Felsökning Om din H-bridge inte fungerar på detta sätt, se till att: 1. Du använder rätt "uppsättning" trådar2. Alla dina ledningar dras korrekt (se diagram nedan) 3. Du har gjort alla lämpliga lödanslutningar och saknar inga ledningar4. Du har inga korsade ledningar (Spänningsregulatorn kommer sannolikt att vara otroligt varm om du gör det. Du bör också kunna se var den korsas … vanligtvis.) 5. Dina reläer fungerar (du kan kontrollera genom att överbrygga den positiva änden av spolen direkt till 5V strömkälla. När du gör detta bör du höra ett litet klick) 6. Ditt batteri är inte slut (tryck snabbt på en lysdiod till det och se om det tänds) 7. Din lysdiod är inte död (prova en annan lysdiod) 8. Din lysdiod är inte bakåt och förhindrar flödet av elektricitet (försök att vända den).9. Elektronikens gudar är inte arga på dig.

Steg 14: Ansluta motorn

Det är här det blir lite knepigt.

Eftersom vi vill att elektricitet ska strömma genom motorn både framåt och bakåt, kommer vi att vilja fästa en uppsättning ledningar till motorn med rätt polaritet och den andra uppsättningen ledningar till motorn med en omvänd polaritet.

Med andra ord blir det svarta från en uppsättning parat med rött från en annan uppsättning och sedan fäst vid den röda tråden på motorn. Och den röda från en uppsättning paras ihop med den svarta från den andra uppsättningen och fästs på den svarta tråden på motorn.

Eller för att bara se vad som händer, titta bara noga på bilden. Det borde vara vettigt.

Steg 15: Förbättra din Artbot

Bortsett från att använda den för en hel massa praktiska applikationer, kan du nu också använda din H-bro för att få din fancy-shmancy drawing-bot att röra sig i två riktningar.

Se på din rygg Jackson Pollack! Vi kommer att rita på din grav!

Tyckte du att det här var användbart, roligt eller underhållande? Följ @madeineuphoria för att se mina senaste projekt.