Energiezuinige motorbesturingskaart - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Het gepresenteerde project is een printplaat met stappenmotor/motordriver met SN754410 motordriver-IC, inclusief enkele energiebesparende functies. Het bord kan 2 DC-motoren of een stappenmotor aandrijven met behulp van een dubbel H-brugcircuit in het IC. SN754410 IC wordt veel gebruikt voor het aandrijven van motoren, omdat het in een breed spanningsbereik werkt en tot 1A stroom per kanaal kan aansturen.

Het extra ding hier is het stroomschakelcircuit dat de stroom naar IC afsnijdt, dit kan zeer energiezuinig zijn dan normale slaapmodi. Het heeft een extern signaal van de controller nodig om de stroom naar het stuurcircuit in te schakelen. Het schakelcircuit is gebouwd rond een aantal NPN-transistoren en een P-kanaal MOSFET die de stroom alleen laat stromen als we een puls op het circuit toepassen.

Met behulp van het schakelcircuit is het stroomverbruik van het motorstuurcircuit niets en door een HOGE puls op het schakelcircuit toe te passen, zou men dit bord gemakkelijk normaal kunnen gebruiken. Bovendien kan het IC ook andere belastingen aansturen, zoals relais of solenoïdes. Met het extra stroomschakelcircuit kan het bord dus een zeer handig hulpmiddel worden voor makers.

Stap 1: gebruikte componenten

1. SN754410 IC/L293D IC

2. 2 X 4-pins connector

3. 3-pins connector

4. 2-pins schroefklemmenblok

5. P-kanaal MOSFET

6. 2 X NPN-transistors

7. 2 X 100k weerstand

8. 1k weerstand

9. 220k weerstand

10. 1N4148-diode

11. 2 X 0.1uF condensator

Stap 2: Inleiding

Een motorstuurcircuit fungeert als een interface tussen de motor en de controller. Het circuit neemt de lage stroomsignalen die door de controller worden toegepast en zet ze om in signalen met een hogere stroomsterkte die een motor kunnen aandrijven. Een motorstuurcircuit bestaat uit een IC of discrete JFET's die een hoog vermogen aankunnen. Motordriver-IC's zijn stroomversterker-IC's en ze fungeren als een brug tussen de controller en de motor. Driver IC bevat circuits die ons helpen om te communiceren tussen de H-brug (die de motor feitelijk bestuurt) en de signalen die de H-brug vertellen hoe de motor moet worden bestuurd. Verschillende chips bieden echter verschillende interfaces.

In dit project zullen we een van de meest bekende motordriver IC L293D gebruiken.

Stap 3: Het stroomschakelcircuit

Dit circuit onderbreekt de stroom naar het IC totdat het extern een hoog signaal krijgt. Wanneer dit circuit bijvoorbeeld wordt gebruikt in een project zoals een PIR-bewegingsdetector met Arduino, zal het Arduino van stroom voorzien wanneer iets wordt gedetecteerd door de sensor en technisch zeggen wanneer de sensor een HOGE puls verzendt. Hier gebruiken we dit circuit in ons motorstuurbord dat de stroom niet naar het IC laat stromen totdat een HOGE puls wordt toegepast op de triggerpin extern, waardoor het grootste deel van de energie wordt bespaard terwijl de driver niet nodig is.

De schakeling is opgebouwd rond een P-kanaal MOSFET en een aantal NPN-transistoren. Wanneer een HOGE puls aan de schakeling wordt aangelegd, wordt transistor T1 actief en bereikt vermogen de basis van transistor T2. Dus Gate-pin van de MOSFET wordt laag getrokken en hierdoor kan de stroom door de MOSFET stromen en krijgt het bord stroom.

Stap 4: Motorbesturingscircuit

Ons motorstuurcircuit kan worden gebouwd rond L293D of SN754410 IC's. L293D is een viervoudige hoge stroom halve H-driver. Het levert bidirectionele stromen tot 600 mA bij spanningen van 4,5 V - 36 V. Het IC bestaat uit twee H-bruggen waarmee het 2 DC-motoren of een stappenmotor kan aandrijven, samen met elektromagneten, relais en andere inductieve belastingen. SN754410 is echter een betere pin-to-pin-vervanging van L293D IC. Het levert bidirectionele stromen tot 1A bij hetzelfde spanningsbereik als L293D. Het heeft ook enkele veiligheidsfuncties, zoals automatische uitschakeling bij oververhitting, overstroombeveiliging, enz.

De schakeling is heel eenvoudig, we hoeven alleen maar het pinschema van het IC te volgen. Over het algemeen zijn twee activeringspinnen van de IC en 5V Vcc-pin aangesloten, zodat uitgangen altijd zijn ingeschakeld. We moeten de uitgang van het schakelcircuit gemarkeerd met A in het diagram verbinden met de Vcc-pin van het IC. Bovendien hebben 0.1uF-condensatoren over de motoraansluitingen de voorkeur om de uitgestraalde elektrische pieken te stoppen.

Dan gebruiken we connectoren zodat we voeding en motoren gemakkelijk kunnen aansluiten. Motor Vcc is aangesloten via een andere 2-pins schroefklem. 5V, GND en trigger moeten extern worden toegepast en daarvoor wordt een 3-pins connector gebruikt. Dan gebruiken we voor de invoer en uitvoer van motoren en signalen twee 4-pins connectoren.

Stap 5: Klaar

Na het solderen van alle componenten en connectoren, hebben we een energiezuinige en zeer gebruiksvriendelijke motordriverkaart gemaakt. Nu kunt u de driver uitschakelen wanneer deze niet in gebruik is en wanneer u hem actief wilt hebben, een hoge puls van uw Arduino toepassen op de triggerpin of een andere controller en hij is klaar voor gebruik.

Ik hoop dat je genoten hebt van de instructies.

Bedankt voor het lezen!