Pont-H L293D - MCHobby - Wiki

Резюме

  • 1. Преамбула
  • 2 Вступ
  • 3 Мост Н - Принцип
    • 3.1 Антиреверсні діоди
    • 3.2 L293D та антиреверсні діоди
  • 4 H-міст та його джерела живлення
    • 4.1 Приклад, якого не слід брати
    • 4.2 Пікове навантаження
  • 5 Презентація L293D
    • 5.1 Призначення контактів
    • 5.2 Характеристики
    • 5.3 Важливість контактів "Увімкнути"
    • 5.4 Логіка управління входом
  • 6 Роз'єднувальні потужності
    • 6.1 Придушення перешкод двигуну
  • 7 Приклад з Arduino
    • 7.1 Одне джерело живлення
    • 7.2 Код Arduino
    • 7.3 Два джерела живлення
  • 8 Де придбати

Преамбула

Мета цього аркуша - ознайомити вас з реалізацією H-мостів.
Найпопулярнішим є L293D, H-міст середньої потужності (600 мА), який можна використовувати від Arduino.

джерела живлення

Вступ

Можна активувати обертання двигуна за допомогою реле або транзистора.
Недоліком варіанту транзистора (або реле) є те, що неможливо легко керувати напрямком обертання двигуна.

Звичайно, можна сконструювати вузол на основі реле, що дозволяє виготовити інвертор для зворотної поляризації на клемах двигуна.
Хоча цей варіант технічно здійсненний та ефективний, він не є ні елегантним, ні енергоефективним і жодним чином не дозволяє контролювати швидкість двигуна (використовуючи ШІМ-сигнал).

Рішення полягає у використанні мостового компонента H., що складається з декількох транзисторів, але продається у попередньо зібраному вигляді як інтегральна схема.

Міст Н - Принцип

За своїм основним принципом H-міст являє собою збірку з 4 транзисторів (2 PNP і 2 NPN), встановлених таким чином, що струм може протікати в одному або іншому напрямку через навантаження (наприклад, безперервний двигун).
Реверсуючи напрямок струму в двигуні, останній змінить напрямок обертання.

На кресленнях нижче добре видно, що двигун працює в одному напрямку, якщо Q3 і Q2 переключено

І в інший бік Q1 і Q4 перемикаються.

Остерігайтеся короткого замикання !

Очевидно, що ні Q3, ні Q1, ні Q4 і Q2 не можна переключати одночасно, оскільки це спричиняє різке коротке замикання, яке, ймовірно, може зруйнувати H-міст, див. Модуль регулювання живлення.

Антиреверсні діоди

Як уже було зазначено, H-міст складається з транзисторів (символізуються перемикачами на наших блок-схемах).

Як правило, при використанні реле або двигунів з транзистором транзистор повинен бути захищений не зворотним діодом.

Призначення діода - повернути на землю перенапруги, викликані перехідними ефектами (коли спрацьовує обмотка реле або обмотки двигуна).
Без цього зворотного діода (його також називають "вільним ходом") транзистор виживає недовго.

Оскільки H-міст складається з транзистора, а двигун є місцем перехідних ефектів, різні транзистори повинні бути захищені діодами. На схемі нижче показано, як ці діоди розміщені на H-мосту.

L293D та антиреверсні діоди

Ця стаття присвячена H-мосту L293D.
L293D відрізняється особливістю того, що вже містить діоди проти звороту.

Наявність діодів на L293D є незаперечною перевагою для швидкого запуску проекту.
Будьте обережні, однак, не всі H-Ponts обладнані ним (наприклад, L298)

H-міст та його джерела живлення

В основному схема H-мосту розроблена для можливості відокремлення логіки управління (низької напруги) від схеми живлення.

Отже, H-міст має два джерела живлення:

  1. Джерело живлення для логічної схеми. Її називають VSS і зазвичай вимагає 5 Вольт.
  2. Джерело живлення для двигунів. Її називають VS і переносить значно вищі напруги, ніж VSS (логіка управління).

Заземлення є загальним для обох ланцюгів. Коли використовуються два джерела напруги, земля (GND) Arduino і земля зовнішнього джерела живлення повинні бути з'єднані разом. Маси повинні бути спільними між джерелами живлення (Arduino та Pont-H).

Це подвійне джерело живлення дозволяє, наприклад, управляти двигунами на 12 Вольт (VS = 12v) від Arduino (Логіка управління = VSS = + 5v Arduino).

Це не тільки має перевагу при різних напругах, але також дозволяє розвантажувати регулятор напруги мікроконтролера від джерела живлення двигунів.

Приклад, якого не слід брати

У вас є два двигуни на 200 мА під 5 Вольт, які ви хочете використовувати з вашим Arduino. На перший погляд, це, здається, не представляє проблеми, оскільки Arduino має саме регулятор напруги на 5 вольт. Теоретично, отже, можна було б керувати H-мостом та подавати двигуни безпосередньо з виводу Arduino + 5v.

Проблема: регулятор Arduino не пропускає більше 250 мА. Оскільки обидва двигуни споживають по 200 мА (або 400 мА в цілому), існує велика ймовірність того, що регулятор напруги Arduino досить швидко вимре.

Рішення: використовуйте окреме 5-вольтове джерело живлення, підключене до штиря VS (джерело живлення двигуна H-мосту). Це джерело напруги має забезпечувати необхідний струм двигунів.

Пікове навантаження

Точно, що стосується сили струму, що подається на двигуни, він не повинен перевищувати максимально допустимого H-мостом.

Хто каже, що струм каже, що відведення тепла. Як і будь-який електронний компонент, Pont-H вибирає обмежену витрату енергії.

Якщо струм занадто сильний, Н-міст занадто сильно нагріється і загине.

Щоб допомогти вам у процесі, у технічних паспортах двигунів часто перелічується характеристика, яка називається "пікове навантаження" (піковий струм). Цей струм відповідає максимальному навантаженню, яке підтримує двигун.

Презентація L293D

L293D є подвійним H-містком, що означає, що його можна використовувати для управління чотирма окремими двигунами (в одному напрямку) завдяки 4 каналам.
Підключивши виходи належним чином, можна сформувати два h-мости. Таким чином, можна керувати двома окремими двигунами в обох напрямках і незалежно один від одного.

Незважаючи на те, що ця документація використовує лише один із двох H-мостів для управління двигуном, вам буде легко організувати замовлення другого двигуна так само легко.

"L293D - це монолітна, високовольтна, сильна струм, 4-канальна інтегральна схема". Це означає, що цю інтегральну схему можна використовувати для двигунів постійного струму, що живляться до 36 Вольт (це вже досить маленькі двигуни). Схема може подавати максимум 600 мА на канал. L293D також відомий як чудовий H-міст, простий у використанні.

За допомогою двох контрольних сигналів Вхід 1 і Вхід 2, надані Arduino (ми добровільно залишаємо Enable поки що на стороні), можна змінити напрямок струму в H-мосту і, таким чином, змінити напрямок обертання двигуна, який підключений до нього.
Використовуючи різні комбінації входу 1 і входу 2, стає можливим запустити, зупинити або змінити струм.

Протягування

Нижче наведена конфігурація контактів L293D та логічна таблиця управління.

ENABLE1 контролює активацію/деактивацію першого H-Bridge.

Підключається до Arduino, використовується для управління напрямком струму між виходом 1 і виходом 2.

Якщо у вас лише одне джерело живлення для всього, це обов’язково простіше.

Підключається до Arduino, використовується для управління напрямком струму між виходом 1 і виходом 2.

Наприклад, якщо це старий трансформований автомобіль з дистанційним управлінням, це буде позитивний термінал акумулятора (часто + 9,2 в).

Більше інформації в таблиці даних L293D

Характеристика

Особливість Значення
З Н-мосту 2
Макс. Струм
Безперервний режим		 600 мА (x2)
Піковий струм Макс
Важливість контактів "Увімкнути"

Перший Н-міст управляється штифтами Вхід 1 і Вхід 2, які використовуються для вказівки напрямку потоку струму (отже, напрямку обертання двигуна).

ENABLE 1 пропонує перевагу можливості регулювання швидкості двигуна шляхом застосування ШІМ-хвильової послідовності.
Таким чином, можна досить тонко контролювати швидкість двигуна постійного струму за допомогою 3 штифтів Arduino (вихід ШІМ).
Штифт Enable 1 увімкне/вимкне H-міст зі швидкістю ШІМ-сигналу. і, отже, буде керувати двигуном за допомогою імпульсного механізму.

Штифт ENABLE1 підключений до VSS, якщо ви не хочете регулювати швидкість двигуна.

Логіка управління входом

Увімкніть 1 Вхідні дані 1 Вхід 2 Функція
Високий Низький Високий Повороти за годинниковою стрілкою
Високий Високий Низький обертається проти годинникової стрілки
Високий Низький Низький Стій
Високий Високий Високий Стій
Низький Не застосовується Не застосовується Стій

Роз'єднувальні потужності

Під час керування двигунами найкраще використовувати деякі можливості в ланцюзі, щоб якомога більше регулювати потужність навантаження на двигуни і таким чином стабілізувати напругу, уникаючи стрибків струму.

Якщо ваш двигун живиться від Arduino і Arduino перезавантажується при запуску двигуна, струм струму (від двигуна) настільки високий, що занадто сильно падає напруга.
Існує спосіб вирішити цю проблему, встановивши конденсатор, який забезпечить додаткову енергію, необхідну для запуску двигуна.

Потужність 10 мкФ на джерелі живлення є мінімальним значенням.
У різних випадках я мав можливість використовувати поляризований конденсатор 33 мкФ або 47 мкФ.

Представлений нижче вузол також використовує ємність 47 мкФ.

Придушення перешкод двигуну

Ось невеличка додаткова порада, яку вже помітили на різних автомобілях з дистанційним управлінням.
Пульт дистанційного керування автомобілем зазвичай управляється за допомогою простого двигуна постійного струму.
Ці двигуни, як правило, мають можливості придушення перешкод - багатошарові керамічні властивості 220 нФ повинні бути хорошими для невеликих двигунів.

Ось схема такого складання:

Приклад з Arduino

Одне джерело живлення

Ось приклад складання з використанням одного двигуна постійного струму 5 Вольт (доступний від MC Hobby), двигуна також розподіленого в наборах Ardx.

Цей приклад використовує джерело живлення (Arduino) для логіки управління (VSS) та для потужності збірки (VS).

Зверніть увагу на інтегральну схему та положення півмісяця (виділене білим), що служить ключем.

Для роз'єднання в збірці використовується поляризований конденсатор 0,47 мкФ.

Код Arduino

Два джерела живлення

Можна забезпечити двигун власним джерелом напруги.

Це має місце, наприклад, з двигунами на 9 або 12 вольт.

Оскільки живлення логіки управління залишається на рівні 5 Вольт, ми стикаємося з корпусом подвійного джерела живлення.

Правила підключення:

  • Маси (GND) джерел живлення повинні бути з'єднані між собою.
  • Напруга двигуна (9v) підключена до шпинделя VS (штифт 8).
  • Логічна напруга (5v) підключена до виводу VSS (контакт 16).

  • Будьте обережні, щоб помилково не обміняти штифти VS та VSS.
  • Представлена ​​вище програма Arduino не змінюється.

Або купити

Наступні товари доступні в MC Hobby.


Будь-яке посилання, згадування чи витяг з цього перекладу має бути чітко супроводжуване таким текстом: "Переклад MCHobby (www.MCHobby.be) - Продаж комплекту та компонентів" із посиланням на джерело (отже, на цю сторінку) та будь-яке інше використовувані засоби масової інформації.

Комерційне використання перекладу (тексту) та/або виробництва, навіть часткове, може бути предметом роялті. У всіх випадках ви також повинні отримати згоду первинного власника (прав). Про MC Hobby зупинившись на власне перекладацькій роботі.