წვრილმანი მაღალი დენის ძრავის მძღოლი (h-bridge): 5 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

პროექტი არის ელექტროძრავების და ელექტრონული ძრავების განახლება ამ ოთხთავიანი ველოსიპედის ბავშვებში. ამ 12V მინი-კვადრატის შესრულებით დატვირთული. ჩვენ ვგეგმავდით 24v სისტემის განახლებას 2 ახალი traxxis 775 დავარცხნილი ძრავით, კომერციულად ხელმისაწვდომი საავტომობილო დრაივერების დაფების შესწავლის შემდეგ და აღმოვაჩინეთ, რომ უმეტესობა იყო ან ოდნავ wimpy (იხ. შედარებითი ფოტო) ან საკმაოდ ძვირი, მე გადავწყვიტე შემექმნა მარტივი Arduino დაფუძნებული გადაწყვეტა დიზაინი მოკლე

მინიმუმ 24 ვ

ორმხრივი ძრავის კონტროლი

PWM კონტროლი

გაფართოებული მაღალი დენის უნარი (100AMP)

მინიმალური კომპონენტები

ნაბიჯი 5V ლოგიკისთვის

ბატარეის ძაბვის შეგრძნება

ადრუინო ნანო კონტროლერი

წვდომა სპეციფიკურ გამოყენებებზე

წვდომა გამოუყენებელ ქინძისთავებზე გამოსაყვანად (გამოყვანილია)

აშკარა გამოსავალი არის mosfet დაფუძნებული H- ხიდის სქემის გამოყენება

მე ვაპირებ გაჩვენოთ როგორ შევიმუშავე და ავაშენე ჩემი მაღალი დონის H- ხიდის დრაივერი

ნაბიჯი 1: იპოვეთ H-bridge Driver IC

H- ხიდის დრაივერის IC არის ჩიპი არდუინოსა და MOSFET- ის გამოსავალს შორის. ეს IC იღებს Arduino– ს მაღალი/დაბალი სიგნალებს და გამოსცემს იმავე გამაძლიერებელ სიგნალს MOSFET– ის კარიბჭეების გასავლელად, კერძოდ, მისი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფუნქციაა ძაბვის გაზრდა VCC– ზე მაღლა (ბატარეა + შეყვანა), რაც ყველაფრის გამოყენების საშუალებას იძლევა. N-MOSFET– ს ზოგიერთ მძღოლს ასევე აქვს სპეციალური წრე, რათა თავიდან აიცილოს სროლა (როდესაც 2 fets ქმნის პირდაპირ მოკლე ჩართვას მიწაზე, რომელიც ანადგურებს შინაურ ცხოველებს). ასე რომ, მე მჭირდება მხოლოდ 1 IC)-ჩამონტაჟებული მაღალი გვერდითი ტუმბო-მოითხოვს მხოლოდ 7 დამატებით კომპონენტს (დაცვის წრის ჩათვლით)-მუშაობს 5.5-60V შეყვანისას (ვოლტ დაბლოკვის ქვეშ და მეტი) -1 amp პიკის წამყვანი დენი

სამწუხაროდ სამწუხაროდ არ აქვს გადაღება დაცვის საშუალებით (ასე უნდა გაკეთდეს პროგრამულ უზრუნველყოფაში და შემოწმდეს ამჟამინდელი შეზღუდული დენის წყაროსთან ერთად) მოითხოვს 5 შეყვანის სიგნალს </b> ძვირი 8,44 აშშ დოლარად თითოეული mouser: //nz.mouser.com/datasheet/2/302/MC33883-1126…

ამ ჩიპის გათვალისწინებით, ჩვენ ახლა შეგვიძლია შევქმნათ ჩვენი წრე მის გარშემო

ნაბიჯი 2: სქემის დიზაინი

ჩვენ გამოვიყენებთ ონლაინ ინსტრუმენტს EASYEDA (easyeda.com) სქემის შესაქმნელად (არ არის დაკავშირებული, მაგრამ ინსტრუმენტი კარგად მუშაობს და ადვილია PCLC– ით JLCPCB.com– ის საშუალებით) MC33883 დრაივერის მონაცემთა ცხრილიდან ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ პროგრამის სქემატური (გარედან ჩვენ ვაკოპირებთ ამ სქემას, რადგან ჩვენ არ გვჭირდება ბორბლის ხელახალი გამოგონება, უბრალოდ გამოვიყენოთ რეკომენდებული განლაგება და რეკომენდებული კონდენსატორის მნიშვნელობები, ჩვენ დავამატებთ 18 ვ ზენერ დიოდებს და კონდენსატორებს, რომ დაიხუროს კარიბჭის წყაროს ძაბვა ტიპიური MOSFET 20v ქვემოთ. მაქსიმალური Vgs

ერთი განსხვავება, რომელსაც ჩვენ დავამატებთ წრეში არის არჩევითი პარალელური MOSFET– ები, რათა გაზარდოს მიმდინარე შესაძლებლობები, ამისათვის ჩვენ უბრალოდ უნდა უზრუნველვყოთ, რომ თითოეული FET– ის კარიბჭეზე გვაქვს რეზისტორი. პარალელური FET– ით ეს რეზისტორი ხელს უწყობს პარალელური წყვილის დატვირთვისა და გადართვის მახასიათებლების დაბალანსებას (მეტი დატვირთვის კვლევა პრობლემების თავიდან ასაცილებლად)

გადაწყვეტილების მიღება..მაქსიმალური ძაბვა? მე ვმუშაობ 24 ვ, ასე რომ შემიძლია ჩემი mc33883 ჩიპის VCC და VCC2 შევაკავშირო (vcc2– ის ლიმიტი არის 28 ვ, მაგრამ მე შემიძლია ცალკე მიწოდება და მაქსიმალური VCC ძაბვა 60 ვ) როგორ დავამუშაო Arduino? მე წავედი პატარა 5v 500mA გადართვის რეგულატორით, რომელიც წინასწარ არის აგებული კომპიუტერზე 3 ქინძისთავით, რომელიც მუშაობს 6.5-36v სრულყოფილად!. Https://nz.mouser.com/ProductDetail/490-VXO7805-50… დაამატეთ პოლარობის დაცვის დიოდი, შემავალი და გამომავალი კონდენსატორები. შესრულებულია.

მინდა, რომ შემეძლოს ბატარეის ძაბვის მიღება და გამორთვა, როდესაც ის დაბალია, ამიტომ ძაბვის გამყოფი ზღუდავს ძაბვას ჩემს არდუინოს ქინძისთავებზე. 8 რეზისტენტული ბალიში და 2 ციფრული (ან pwm) დაბალი მხარის FET– ებისთვის და ჩვენ ასევე გვჭირდება მძღოლის 1 ჩართვის ხაზი, რომელიც შეიძლება მოგეწონოთ რაიმე სახის NAND კარიბჭის ლოგიკით (და შესაძლოა დაგვიანებით) აპარატურის გადაღებისთვის დაცვის საშუალებით, თუ ეს დაგჭირდებათ.

მე შევარჩიე გამოვიყენო ყველა ანალოგური შესასვლელი გასროლისთვის, ჩართვის, მიმართულების და მორთვისთვის, ძირითადად იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ისინი ხელმისაწვდომი და გატეხილი იყოს, ყველა მათგანს აქვს ბალიშები დამთრგუნველი რეზისტორებისთვის და 5 ვ პინი ხელმისაწვდომია და შეყვანისას აქტიურია მაღალი. (თუ ჩართულია ხაზი აქტიური იყო დაბალი და გრუნტი ჩერდებოდა თუ 5 ვ მავთული გაწყდებოდა ძრავები განუწყვეტლივ მუშაობდნენ)

მე შევიტანე 5pin +ადგილზე გამომავალი სათაური LED ბატარეის ინდიკატორისთვის/ ქინძისთავებზე წვდომა (დარჩენილი ციფრული ქინძისთავები) ასევე არის სათაური ბოლო დარჩენილი PWM pin– ისთვის (შენიშვნა PWM– ზე მე ავირჩიე მაღალი გვერდითი ძაფების დაყენება, დაბალი გვერდითი fets და PWM თითოეული გამოდის Arduino– ს ცალკეულ ქრონომეტრალურ არხებზე, რაც საშუალებას მომცემს ვითამაშო ტაიმერებთან სხვაგვარად და ა.შ. და ა.შ.)

ნაბიჯი 3: კომპონენტების შერჩევა

ამ დაფისთვის, მე გადავწყვიტე წასვლა ძირითადად ზედაპირზე დამონტაჟებული კომპონენტების შედუღების smd არ არის ძალიან რთული, თუ თქვენ აირჩევთ თქვენს მოწყობილობებს გონივრულად. რეზისტორებისა და კონდენსატორების 8080 ზომის კომპონენტები საკმაოდ მარტივია მიკროსკოპის დახმარების გარეშე და დამუშავებისთვის საჭიროა მხოლოდ პინცეტი რა

ზოგი ამბობს, რომ 0603 არ არის ძალიან ცუდი, მაგრამ ის იწყებს ლიმიტის მიღწევას.

შუშის ზენერები მანევრირებისთვის ცოტა რთული აღმოვაჩინე

კომპონენტების სია დენიდან დრაივერამდე ციფრამდე (რასაც მე ვიყენებ)

8x TO220 N-ch mosfets 60V 80A IPP057N06N3 G4x 1N5401-G ზოგადი დანიშნულების დენის დიოდი 100v 3A (200A პიკი) (ეს არასწორია, მე უნდა გამომეყენებინა Schottky დიოდები ვხედავ როგორ მიდიან) 8x 0805 50ohm resistor2x 0805 10ohm resistor2x 0805 10nF 50V (დაცვის წრე)

2x 18v ზენერის დიოდი 0.5W ZMM5248B (დაცვის წრე) 1x nxp MC33883 H-bridge gate მძღოლი 1x 0805 33nF 50V კერამიკული კონდენსატორი (მძღოლისთვის)

2x 0805 470nF 50V კერამიკული კონდენსატორი (მძღოლისთვის)

1x ზოგადი ხვრელის პოლარობის დაცვის დიოდი (უკვე მქონდა) 1x 3pin DC/DC კონვერტორი max 36vin 5v out VXO7805-500

3x smd 10uF 50V 5x5.3 მმ ელექტროლიტური კონდენსატორი 3x 0805 1uF 50V კერამიკული კონდენსატორი (5 ვ ლოგიკური სქემები)

9x 0805 10k რეზისტორი (pulldowns და ძაბვის გამყოფი კონფიგურირებული 15k) 4x 0803 3k რეზისტორი (კონფიგურირებული სერია პარალელურად დარჩება 3k.. ნარჩენები ვიცი) 2x 10k ხვრელიანი ტრიმერი პოტენომეტრები 1x Arduino nanovarious headers, heatsinks, other items like switch, პოტენომეტრი და ა

მე შევუკვეთე ჩემი ნაწილები mouser.com– დან და შევუკვეთე ნაწილების უმეტესობა 10 – ში და დავამატე რამდენიმე სხვა ნაწილი ჯამში 60 Nz $, რომ მივიღო უფასო გადაზიდვა ახალ ზელანდიაში (დაზოგვა ~ nz $ 30)

მშენებლობის მთლიანი ღირებულება დაახლოებით 23 აშშ დოლარი +(რასაც დამატებით ყიდულობთ უკეთესი გარიგების მისაღებად BULK BULK) +pcb

ნაბიჯი 4: PCB დიზაინი

ახლა ჩვენ შევარჩიეთ კომპონენტები და ვიმედოვნებთ, რომ გვექნება ისინი გზაზე, ჩვენ შეგვიძლია დავამტკიცოთ კომპონენტური პაკეტები სქემატურად და დავიწყოთ ჩვენი დაფის განლაგება. PCB განლაგება არის ხელოვნების ფორმა და მე არ ვაპირებ ამის სწავლებას. სცადეთ youtube ამისათვის. რისი გაკეთებაც შემიძლია, არის ჩემი შეცდომების აღნიშვნა ამ დაფაზე

მე ჩემი mosfets დააყენა ჰორიზონტალური მე შემუშავებული ჩემი H- ხიდი მუშაობა ჩემი დაგეგმილი გამაცხელებელი გადაწყვეტა და შედეგად, მე მაქვს ძალა კვალი, რომელიც მნიშვნელოვნად ვიწრო, ვიდრე მე მინდა რომ ისინი იყოს. მე კომპენსაცია გავუკეთე დაფის ქვედა მხარეს გაორმაგებულ კვალს და მოვაცილე გამაგრილებელი ნიღაბი, რომ შემეძლო შემემატებინა გამაძლიერებელი, რათა გაძლიერებულიყო დამუშავების დენის კავშირები. მე გადავწყვიტე გამოვიყენო დიდი 10x10 მმ ბალიშები კაბელების გასაკონტროლებლად +v -v motorA და motorB კავშირებისთვის, ვიდრე ხრახნიანი ტერმინალები და ა.შ. ეს ბალიშები. ცხოვრება უფრო ადვილი იქნებოდა, რომ გამეყენებინა დაფის მოპირდაპირე მხარის ეს ბალიშები გამაცხელებლებთან

მე უნდა გავზარდო ვიზების ზომა ხვრელიანი თავისუფალი დიოდებისთვის. შედეგად, ისინი ახლა ზედაპირზეა დამონტაჟებული (ყურადღება მიაქციეთ თქვენი პაკეტის ზომებს

გადააქციე შენი დიზაინი გერბერის ფაილში და გაუგზავნე მას შენი საყვარელი PCB ფაბრიკატორი მე შემიძლია გირჩიო JLCPCB მათ გააკეთეს კარგი საქმე ჩემთვის და გონივრულ ფასად

ნაბიჯი 5: ასამბლეის და ტესტირება საბჭოს

ახლა თქვენ გაქვთ თქვენი ნაწილები და PCB– ები, დროა შეიკრიბოთ და დაიხარჯოს, შესაძლოა, ერთი საათი ან 2

პირველი, შეამოწმეთ თქვენ გაქვთ ყველა ნაწილი და რომ თქვენი PCB კარგ მდგომარეობაშია შეაგროვეთ თქვენი იარაღები.

როგორც ვთქვი 0805 ნაწილები არ არის ძალიან რთული მცირე კომპონენტებით პირველი წინააღმდეგობები, ქუდები, დიოდები შემდეგ IC დააინსტალირეთ Arduino პირდაპირ ან სათაურებით მოსახსნელად დააინსტალირეთ სათაურები

შეამოწმეთ საბჭო მოკლე წრეებისთვის

ახლა ჩატვირთეთ მოციმციმე ესკიზი Arduino– ზე და გათიშეთ USB და გამორთეთ დაფა ბატარეიდან ან დენის წყაროსგან, რათა უზრუნველყოთ მარეგულირებელი განყოფილების სწორად მუშაობა ინსტალაცია mosfets ბოლო

შეამოწმეთ საბჭო მოკლე წრეებისთვის

ატვირთეთ დრაივერის პროგრამული უზრუნველყოფა და გაააქტიურეთ დაფა მიმდინარე შეზღუდული მარაგიდან, თქვით 100mA უნდა იყოს ბევრი ჩვენ გვინდა, რომ უზრუნველყოს H- ხიდი ყველა შტატში, რათა უზრუნველყოს არ არსებობს გადაღების შემთხვევა. თუ არის მიწოდება მაშინვე მიმდინარე ლიმიტი და დაფა სავარაუდოდ გამორთულია დაბალი ძაბვის გამო

თქვენი დაფა ახლა მზად არის ძრავის მართვისთვის ან 2