„H-Bridge“ant duonos lentos: 8 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:51

„H-Bridge“yra grandinė, galinti varyti variklį pirmyn ir atgal. Tai gali būti labai paprasta grandinė, kuriai sukurti reikia tik kelių komponentų. Ši instrukcija parodo, kaip sujungti pagrindinį „H-Bridge“. Baigę turite būti susipažinę su pagrindiniu „H-Bridge“valdymu ir būti pasirengę pereiti prie sudėtingesnių versijų, galinčių palaikyti didesnius ir galingesnius variklius.

1 žingsnis: Surinkite dalis

Reikia tik saujelės dalių.1) Duonos lenta2) Mažas nuolatinės srovės variklis, galintis veikti ~ 7 voltų3) 9 voltų baterija ir akumuliatoriaus fiksatorius4) Keturi maži signaliniai NPN tranzistoriai. Čia naudojame 2N2222A. 2N3904 yra dar vienas įprastas detalės numeris ir darys tūkstančiai kitų. 5) Keturi 22 k omų rezistoriai 6) Du mygtukiniai jungikliai

2 žingsnis: H tilto teorija

„H-Bridge“yra grandinė, galinti varyti nuolatinės srovės variklį į priekį ir atgal. Variklio kryptis keičiama keičiant įtampos poliškumą, kad variklis pasuktų vienaip ar kitaip. Tai nesunkiai įrodoma pritaikius 9 voltų bateriją prie mažo variklio laidų ir perjungus gnybtus, kad būtų pakeista kryptis. „H-Bridge“pavadinimas suteikiamas remiantis pagrindine grandine, kuri parodo jo veikimą. Grandinę sudaro keturi jungikliai, kurie užbaigia grandinę, kai jie naudojami poromis. Kai jungikliai S1 ir S4 yra uždaryti, variklis gauna maitinimą ir sukasi. Kai S2 ir S3 yra uždaryti, variklis gauna galią ir sukasi kita kryptimi. Atkreipkite dėmesį, kad S1 ir S2 arba S3 ir S4 niekada neturėtų būti uždaryti kartu, kad būtų išvengta trumpojo jungimo. Akivaizdu, kad fiziniai jungikliai yra nepraktiški, nes niekas nesėdi, nesukeldami jungiklių poromis, kad jų robotas judėtų pirmyn arba atgal. Štai kur įeina tranzistoriai. Tranzistorius veikia kaip kietojo kūno jungiklis, kuris uždaromas, kai į jo bazę įvedama maža srovė. Kadangi norint įjungti tranzistorių reikia tik nedidelės srovės, mes galime užbaigti pusę grandinės vienu signalu. Tai yra pakankamai teorijos, kad pradėtume, todėl pradėkime kurti.

3 žingsnis: H-tilto maitinimas

Pradėsime nuo elektros linijų išdėstymo. Prijunkite akumuliatorių prie vieno maitinimo magistralės kampo. Įprasta teigiamą įtampą prijungti prie viršutinės eilės, o neigiamą - prie apatinės eilutės, kad būtų žymimi atitinkamai HIGH ir LOW signalai. Tada mes prijungiame viršutinius ir apatinius galios autobusų rinkinius.

4 žingsnis: tranzistorius kaip jungiklis

Kitas žingsnis - nustatyti tranzistorius. Prisiminkite teorijos skyriuje, kad mums reikia keturių jungiklių, kad galėtume sukurti „H-Bridge“, todėl čia naudosime visus keturis tranzistorius. Mes taip pat apsiribojame duonos lentos išdėstymu, todėl tikroji grandinė nebus panaši į raidę H. Greitai pažvelkime į tranzistorių, kad suprastume dabartinį srautą. Ant kiekvieno tranzistoriaus yra trys kojos, žinomos kaip kolektorius, bazė ir spinduolis. Ne visi tranzistoriai turi tą pačią tvarką, todėl būtinai peržiūrėkite duomenų lapą, jei nenaudojate vieno iš pirmame žingsnyje nurodytų dalių numerių. Kai į bazę įvedama maža srovė, iš kolektoriaus į kitą leidžiama tekėti kita didesnė srovė skleidėjas. Tai svarbu, todėl pakartosiu dar kartą. Tranzistorius leidžia mažai srovei valdyti didesnę srovę. Tokiu atveju emiteris visada turi būti prijungtas prie žemės. Atminkite, kad dabartinis srautas pavaizduotas maža rodykle žemiau esančiame paveikslėlyje.

5 žingsnis: poliškumo keitimas

Dabar mes išdėstysime tranzistorius apatinėje duonos lentos pusėje, pakeisdami kiekvieno kito tranzistoriaus orientaciją. Kiekviena gretimų tranzistorių pora bus pusė H tilto. Viduryje reikia palikti pakankamai vietos, kad tilptų kai kurie džemperiai ir galiausiai variklio laidai. Toliau mes prijungsime tranzistorių kolektorių ir emiterį atitinkamai prie teigiamos ir neigiamos galios magistralių. Galiausiai pridėsime džemperius, kurie bus prijungti prie variklio laidų. Dabar, kai bazė yra įjungta, tranzistoriai yra pasirengę perduoti srovę.

6 žingsnis: signalo taikymas

Kiekvienam iš tranzistorių poromis turime pritaikyti nedidelę srovę. Pirmiausia turime prijungti rezistorių prie kiekvieno tranzistoriaus pagrindo. Toliau kiekvieną rezistorių rinkinį prijungsime prie bendro taško, ruošdamiesi prijungti jungiklį. Tada pridėsime du jungiklius, kurie taip pat jungiasi prie teigiamos magistralės. Šie jungikliai vienu metu suaktyvins pusę „H-Bridge“. Galiausiai mes prijungsime variklį. Viskas. Prijunkite akumuliatorių ir patikrinkite grandinę. Variklis turėtų suktis viena kryptimi, kai paspaudžiamas vienas mygtukas, ir priešinga kryptimi, kai paspaudžiamas kitas mygtukas. Abu mygtukai neturėtų būti aktyvuojami vienu metu.

7 žingsnis: gaukite aiškų vaizdą

Čia yra visos grandinės schema, jei norite išsaugoti ją kaip nuorodą. Originali grafika yra mandagus „Oomlout“.

8 žingsnis: daugiau galios „Ya“

Gerai, todėl ant duonos lentos turite naują blizgantį „H-Bridge“. Kas dabar? Svarbu tai, kad jūs suprantate, kaip veikia pagrindinis „H-Bridge“ir kad esminiai dalykai yra vienodi, nesvarbu, kiek jėgos stumiate. Štai keli patarimai, kaip žengti dar vieną žingsnį, kad būtų palaikomi didesni varikliai ir didesnė galia. - Norėdami valdyti variklio greitį, vietoje dviejų jungiklių galite naudoti impulsų pločio moduliaciją (PWM). Tai lengva padaryti, kai turite mikrovaldiklį, o tai taip pat galima padaryti naudojant 555 arba 556 laikmačio IC ir kelis pasyvius be didelių rūpesčių. - Raktas palaikant didesnės galios variklius yra didesnės galios tranzistoriai. Vidutinės galios tranzistoriai ir „Power MOSFET“TO-220 atvejais gali valdyti žymiai daugiau energijos nei čia naudojami mažos galios TO-92 tranzistoriai. Tinkamos radiatoriai taip pat padidins talpą. - Dauguma H-tiltų yra sukurti naudojant NPN ir PNP tranzistorius, kad būtų išvengta trumpojo jungimo ir optimizuotas srovės srautas. Norėdami supaprastinti grandinę, čia naudojome tik NPN. - „Flyback“diodai dažniausiai naudojami didesnės galios H-tiltuose, kad apsaugotų likusią grandinės dalį nuo pavojingos įtampos, kurią sukuria variklio ritės, kai maitinimas atjungiamas. Šie diodai yra naudojami per tranzistorių srovės srauto kryptimi ir atsparūs šioms kenksmingoms EMF atgalinėms įtampoms. - TIP 102 ir TIP 107 yra pora papildomų galios tranzistorių, kuriuose yra įmontuoti atbuliniai diodai. TIP 122/127 ir 142/147 yra panašios galios tranzistorių poros. To turėtų pakakti, kad nukreiptumėte teisinga kryptimi, jei norite tęsti.