Mažos H tilto tvarkyklės - Pagrindai: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Sveiki ir sveiki sugrįžę į kitą „Instructable“! Ankstesnėje parodžiau, kaip sukūriau ritinius „KiCad“naudodami python scenarijų. Tada sukūriau ir išbandžiau keletą ritinių variantų, kad pamatyčiau, kuris iš jų veikia geriausiai. Mano tikslas yra pakeisti didžiulius elektromagnetus mechaniniame 7 segmentų ekrane PCB ritėmis.

Šioje instrukcijoje aprašysiu H tilto pagrindus ir parodysiu, kaip aš jį naudosiu segmentams valdyti. Galiausiai supažindinsiu su kai kuriais rinkoje esančiais H tiltais mažose pakuotėse.

Pradėkime

1 žingsnis: planas

Pradinėje konstrukcijoje aš sutvarkiau taip, kad kai ritė gauna įtampą, ji priešinasi arba stumia magnetą kartu su segmentu. Bet kai ritė yra atjungta nuo energijos, magnetas pritraukiamas prie elektromagneto šerdies ir taip segmentas grįžta į pradinę padėtį. Akivaizdu, kad tai neveiks, nes PCB ritėje nėra šerdies. Aš iš tikrųjų turėjau vieną ritę su skyle viduryje, tačiau ji neveikė.

Be šerdies segmentas išliks naujoje padėtyje, net jei ritė yra išjungta. Kad segmentas būtų grąžintas į pradinę padėtį, srovė per ritę turi būti apversta, o tai savo ruožtu apverstų polius ir šį kartą pritrauktų magnetą.

2 žingsnis: „H-Bridge“pagrindai

Reikalingas srovės pasikeitimas pasiekiamas naudojant grandinę, kurią sudaro 4 jungikliai, išdėstyti didžiosios raidės H forma, taigi ir pavadinimas H-Bridge. Tai dažniausiai naudojama norint pakeisti DC variklio sukimosi kryptį.

Tipiškas H tilto išdėstymas parodytas 1 paveiksle. Krovinys/variklis (arba mūsų atveju PCB ritė) dedamas tarp dviejų kojų, kaip parodyta.

Jei jungikliai S1 ir S4 yra uždaryti, srovė teka, kaip parodyta 3 paveiksle, o kai jungikliai S2 ir S3 yra uždaryti, srovė teka priešinga kryptimi, kaip parodyta 4 paveiksle.

Reikia pasirūpinti, kad jungikliai S1 ir S3 arba S2 ir S4 niekada nebūtų uždaryti, kaip parodyta. Tai darydami sutrumpinsite maitinimo šaltinį ir sugadinsite jungiklius.

Aš sukūriau šią tikslią grandinę ant duonos lentos, naudodamas 4 mygtukus kaip jungiklius ir variklį kaip apkrovą. Sukimosi krypties pakeitimas patvirtina, kad srovės kryptis taip pat pasikeitė. Puiku!

Bet aš nenoriu sėdėti ir rankiniu būdu spausti mygtukus. Noriu, kad už mane darbą atliktų mikrovaldiklis. Norėdami praktiškai sukurti šią grandinę, mes galime naudoti MOSFET kaip jungiklius.

3 žingsnis: maži H tiltai

Kiekvienam segmentui reikės 4 MOSFET. Kaip jūs tikriausiai galite įsivaizduoti, valdymo grandinė taps gana didžiulė 7 segmentams, kartu su kai kuriais kitais papildomais komponentais, kad važiuotų kiekvieno MOSFET vartai, o tai galiausiai neįveikia mano tikslo sumažinti ekraną.

Galėčiau naudoti SMD komponentus, tačiau jie vis tiek būtų dideli ir sudėtingi. Būtų daug lengviau, jei būtų specialus IC. Pasisveikinkite su PAM8016, IC su visais anksčiau paminėtais komponentais mažoje 1,5 x 1,5 mm pakuotėje!

Pažvelgus į jo funkcinę blokinę schemą duomenų lape, galime pamatyti H tiltą, vartų tvarkykles, apsaugą nuo trumpojo jungimo ir šiluminį išjungimą. Srovės kryptį per ritę galima valdyti, į mikroschemą įvedant tik du įėjimus. Saldus!

Bet yra viena problema. Lituoti mikroschemą ši maža bus košmaras žmogui, kurio vienintelė patirtis su litavimo litavimu yra keli šviesos diodai ir rezistoriai. Tai taip pat naudojant geležį! Bet vis tiek nusprendžiau pabandyti.

Kaip alternatyvą radau DRV8837, kuris daro tą patį, bet yra šiek tiek didesnis. Kol toliau ieškojau daugiau lengvai lituojamų alternatyvų LCSC, susidūriau su FM116B, kuris vėl yra tas pats, bet su mažesne galia ir SOT23 pakuotėje, kurią galima net lituoti ranka. Deja, vėliau sužinojau, kad negalėjau jo užsisakyti dėl siuntimo problemų.

4 žingsnis: Padarykite pertraukų lentas

Prieš diegdamas IC galutinėje PCB, pirmiausia norėjau išbandyti, ar galiu valdyti segmentus, kaip norima. Kaip matote, IC nėra pritaikyti prie duonos lentos, taip pat mano litavimo įgūdžiai nėra tokie geri, kad tiesiogiai prie jo lituoti varinius laidus. Štai kodėl aš nusprendžiau padaryti pertraukimo lentą, nes jos nėra lengvai prieinamos rinkoje. Pertraukimo plokštė „išlaužia“IC kaiščius ant spausdintinės plokštės, kuri turi savo kaiščius, puikiai išdėstytus be litavimo duonos plokštės, todėl galite lengvai naudotis IC.

Pažvelgus į duomenų lapą, galima nuspręsti, kuriuos kaiščius reikia atskirti. Pavyzdžiui, DRV8837 atveju:

• IC turi du maitinimo šaltinio kontaktus, vieną apkrovai/varikliui (VM) ir kitą logikai (VCC). Kadangi aš naudosiu 5V abiem, sujungsiu abu kaiščius.
• Kitas yra „nSleep“kaištis. Tai aktyvus žemas kaištis, ty prijungus jį prie GND, IC bus įjungtas miego režimas. Noriu, kad IC būtų aktyvus visą laiką, todėl nuolat jį prijungsiu prie 5 V.
• Įėjimai turi vidinius ištraukiamus rezistorius. Taigi nereikia pateikti tų, kurie yra lentoje.
• Duomenų lape taip pat rašoma, kad ant kaiščių VM ir VCC reikia įdėti 0,1uF apėjimo kondensatorių.

Turėdamas omenyje aukščiau pateiktus dalykus, sukūriau „KiCad“IC pertraukimo lentą ir nusiunčiau „Gerber“failus į JLCPCB, kad jie galėtų gaminti PCB ir trafaretą. Spustelėkite čia norėdami atsisiųsti „Gerber“failus.

5 žingsnis: Segmento valdymas

Gavęs PCB ir trafaretą iš JLCPCB, aš surinkau plokštę. Tai buvo mano pirmas kartas, kai naudoju trafaretą ir litavau mažus IC. Sukryžiuoti pirštai! Aš panaudojau audinio lygintuvą kaip kaitvietę, kad vėl užpildyčiau litavimo pastą.

Bet kad ir kiek bandžiau, po PAM8016 visada buvo vienas litavimo tiltas. Laimei, DRV8837 buvo sėkmingas pirmą kartą!

Toliau reikia išbandyti, ar galiu valdyti segmentą. Remiantis DRV8837 duomenų lapu, aš turiu pateikti HIGH arba LOW kaiščiams IN1 ir IN2. Kai IN1 = 1 & IN2 = 0, srovė teka viena kryptimi, o kai IN1 = 0 & IN2 = 1, srovė teka priešinga kryptimi. Tai veikia!

Norint atlikti aukščiau pateiktą sąranką, reikia dviejų įėjimų iš mikrovaldiklio ir 14 įėjimų. Kadangi abu įėjimai visada papildo vienas kitą, ty jei IN1 yra HIGH, tada IN2 yra LOW ir atvirkščiai, užuot duodami du atskirus įėjimus, mes galime tiesiogiai siųsti signalą (1 arba 0) į vieną įvestį, o kitas įvestis praėję pro NE vartus, kurie juos apverčia. Tokiu būdu mes galime valdyti segmentą/ritę naudodami tik vieną įvestį, kaip ir įprastas 7 segmentų ekranas. Ir tai veikė taip, kaip tikėtasi!

6 žingsnis: kas toliau?

Taigi kol kas tiek! Kitas ir paskutinis žingsnis būtų sujungti 7 ritinius ir „H-Bridge“tvarkykles (DRV8837) į vieną PCB. Taigi laukite to! Leiskite man žinoti savo mintis ir pasiūlymus toliau pateiktose pastabose.

Ačiū, kad laikėtės iki galo. Tikiuosi, kad jums visiems patinka šis projektas ir šiandien sužinojote kažką naujo. Prenumeruokite mano „YouTube“kanalą, kad gautumėte daugiau tokių projektų.