MOSET AANGEDREVEN MOTOR BESTUURDER - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

MOTOR BESTUURDERS

• Motorbestuurders zijn een onmisbaar onderdeel van de roboticawereld, aangezien de meeste robots motoren nodig hebben om te werken en om de motoren efficiënt te laten werken, komen de motorbestuurders in het spel.
• Ze zijn een kleine stroomversterker; de functie van motordrivers is om een stuursignaal met een lage stroomsterkte te nemen en dit vervolgens om te zetten in een signaal met een hogere stroomsterkte dat een motor kan aandrijven.
• Het laagstroombesturingssignaal komt van een microcontroller (Arduino Uno in mijn geval) die een output kan geven in het bereik van 0-5V bij maximaal 40mA, die vervolgens wordt verwerkt door de motordriver om een hogere stroomoutput te geven, dwz 12-24V bij 2- 4A.
• Motorstuurprogramma's hebben meestal twee delen:

1. Pulsbreedtemodulatie (PWM)-interpretercircuit om de snelheid van de motor te regelen in overeenstemming met de variërende input-PWM van de motordriver.
2. Een richtingsregelcircuit om de richting van de motor te regelen.

Stap 1: PWM TOELICHTING CIRCUIT

VEREIST COMPONENTEN

1. IRF250N MOSFET
2. 10K OHM WEERSTAND
3. 2A DIODE*2
4. 12V BATTERIJ

IRF 250N is een logisch niveau MOSFET die 0-5 V input bij de gate omzet in de corresponderende 0-Vmax (van de aangesloten batterij).

10K OHM-weerstand is een pull-down-weerstand die het logische signaal in de buurt van nul volt houdt wanneer er geen ander actief apparaat is aangesloten.

De diodes worden gebruikt als flyback-diode. Een flyback-diode (soms een vrijloopdiode genoemd) is een diode die wordt gebruikt om flyback te elimineren, wat de plotselinge spanningspiek is die wordt waargenomen over een inductieve belasting wanneer de voedingsstroom plotseling wordt verminderd of onderbroken.

OPMERKING- Aangezien een externe batterij wordt gebruikt, moet deze gemeenschappelijk worden geaard met de microcontroller. Dit wordt gedaan door de negatieve pool van de batterij aan te sluiten op GND van de microcontroller.

Stap 2: RICHTING BESTURINGSCIRCUIT

VEREIST COMPONENTEN

1. 8 PIN RELAIS (58-12-2CE OEN)
2. IRF250N MOSFET
3. 10K OHM WEERSTAND*3
4. 3 mm led * 2

De MOSFET die in dit circuit wordt gebruikt, is hetzelfde als het vorige circuit, d.w.z. IRF250N, maar in plaats van PWM bij de Gate te geven, geven we alleen Analog High en Low omdat we het relais alleen maar AAN en UIT moeten schakelen.

Het relais werkt op 12V, maar Analog High ontvangen van Arduino is maximaal 5V, dus we hebben de MOSFET hier als schakelaar gebruikt.

Het gebruikte relais (58-12-2CE OEN) is een 8-pins.

• De eerste 2 pinnen zijn spoelbekrachtigers, d.w.z. wanneer ze worden gevoed, schakelen ze de connectiviteit van Common van normaal verbonden (NC) naar normaal open (NO).
• Common ontvangt input om deze aan de output (motor) te leveren.
• NC krijgt stroom van Common wanneer de spoel niet wordt gevoed en NO is losgekoppeld.
• Wanneer de spoel wordt gevoed, ontvangt NO stroom van Common en wordt NC losgekoppeld.

We gaan over tussen NO en NC, wat ons de verandering van polariteit zal geven

Twee LED's zijn parallel aangesloten op de uitgang, samen met een weerstand van 10K ohm, beide in tegengestelde polariteit. Ze zullen fungeren als richtingaanwijzer omdat er een zal gloeien wanneer de stroom in één richting stroomt en vice versa.

Stap 3: DE MICROCONTROLLER

De microcontroller heeft 2 signalen te leveren:

1. PWM voor het variëren van de snelheid van de motor.
2. Analoog Hoog en Laag voor het veranderen van de richting van de motor.

DE CODE WORDT VERSTREKT IN DE BIJLAGE

De uitvoer van PWM PIN 3 is verbonden met het Gate of PWM-interpretercircuit.

De uitgang van PIN 11 is verbonden met het Gate of Relay Circuit.

OPMERKING - Als beide circuits dezelfde stroombron gebruiken, hoeft slechts één van hen gemeenschappelijk te worden geaard; als 2 stroombronnen worden gebruikt, moeten beide circuits gemeenschappelijk worden geaard

INGANG=

0 en 1 voor richting

0-255 voor snelheid; 0 om te stoppen en 255 voor maximale snelheid.

FORMAT=

ruimte

Bijv = 1 255

0 50

HET IS BELANGRIJK DAT HET PWM-VERKLARINGSCIRCUIT OP ZICH VOLDOENDE IS ALS DE GEBRUIKER GEWOON BEREID IS DE SNELHEID VAN DE MOTOR TE WIJZIGEN OF DEZE AAN EN UIT TE SCHAKELEN ZONDER DE RICHTING TE VERANDEREN

Stap 4: SYSTEEMINTEGRATIE

Nadat alle componenten van de motordriver zijn gemaakt, is het tijd om ze alle drie te integreren, d.w.z. de PWM-interpreter, het relaiscircuit met de microcontroller.

• De uitgang van de PWM-interpreter is verbonden met de common van het relais.
• Beide circuits zijn via een PowerBoard op de accu aangesloten. Een PowerBoard is een veiligheidscircuit dat bestaat uit een condensator (gebruikt om de ingang te filteren), diode (om de polariteit van de batterij te controleren) en zekering (om de stroom te beperken) om het circuit te beschermen in extreme omstandigheden.

PowerBoard is niet nodig als de motor onbelast is, maar als de motordriver in een robot wordt gebruikt, wordt het aanbevolen om het te gebruiken.

• Sluit Gate op PWM-interpretercircuit aan op pwm-pin 3
• Sluit Gate of Relay-circuit aan op pin 11.

Stap 5: ONTWIKKELING

• Aanvankelijk gebruikte ik een transistor om het relais te schakelen, maar het kon de stroom die er doorheen vloeide niet aan, dus moest ik overschakelen naar MOSFET.
• Ik had een condensator tussen source en gate van de MOSFET gebruikt om ervoor te zorgen dat er geen stroom tussen hen vloeide, maar later realiseerde ik me dat dit niet nodig was.