Podul H pe o placă de panificatie: 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:47

H-Bridge este un circuit care poate acționa un motor înainte și înapoi. Poate fi un circuit foarte simplu care necesită doar o mână de componente pentru a construi. Acest Instructable demonstrează modul de a face un panou H de bază. La finalizare, ar trebui să vă familiarizați cu funcționarea de bază a unui H-Bridge și să fiți gata să treceți la versiuni mai complicate, care pot suporta motoare mai mari și mai puternice.

Pasul 1: Adunarea pieselor

Sunt necesare doar o mână de piese.1) O placă pentru pâine2) Un mic motor DC capabil să funcționeze la ~ 7 volți 3) O baterie de 9 volți și o baterie snap4) Patru tranzistori NPN de semnal mic. Folosim 2N2222A aici. 2N3904 este un alt număr de piesă obișnuit și alte mii vor face 5) Patru resectoare de 22 k ohmi 6) Două comutatoare cu buton 7) Jumperi sau sârmă de rezervă pentru a conecta totul

Pasul 2: Teoria H-Bridge

H-Bridge este un circuit care poate acționa un motor DC în înainte și înapoi. Direcția motorului se schimbă prin comutarea polarității tensiunii pentru a roti motorul într-un sens sau altul. Acest lucru este ușor demonstrat prin aplicarea unei baterii de 9 volți pe cablurile unui motor mic și apoi prin comutarea terminalelor pentru a schimba direcțiile. H-Bridge primește numele pe baza circuitului de bază care demonstrează funcționarea sa. Circuitul este format din patru comutatoare care completează circuitul atunci când sunt aplicate în perechi. Când întrerupătoarele S1 și S4 sunt închise, motorul primește putere și se rotește. Când S2 și S3 sunt închise, motorul primește putere și se rotește în cealaltă direcție. Rețineți că S1 și S2 sau S3 și S4 nu ar trebui niciodată închise împreună pentru a evita un scurtcircuit. În mod evident, întrerupătoarele fizice sunt impracticabile, deoarece nimeni nu se așează acolo flipping switch-uri în perechi pentru a-și determina robotul să se deplaseze înainte sau înapoi. Acolo intră tranzistoarele. Un tranzistor acționează ca un comutator de stare solidă care se închide atunci când un curent mic este aplicat la baza sa. Deoarece este necesar doar un curent mic pentru a activa un tranzistor, suntem capabili să finalizăm jumătate din circuit cu un singur semnal.

Pasul 3: Alimentarea podului H

Vom începe prin a stabili liniile electrice. Conectați bateria la un colț al magistralei de alimentare. Convenția constă în conectarea tensiunii pozitive la rândul superior și a celui negativ la rândul inferior pentru a indica semnalele HIGH și respectiv LOW. Conectăm apoi seturile de sus și de jos ale autobuzelor de alimentare.

Pasul 4: Tranzistorul ca un comutator

Următorul pas este configurarea tranzistoarelor. Amintiți-vă în secțiunea teoretică că avem nevoie de patru comutatoare pentru a construi un H-Bridge, așa că vom folosi toate cele patru tranzistoare aici. De asemenea, suntem limitați la aspectul unei plăci de calcul, astfel încât circuitul real să nu semene cu litera H. Să aruncăm o privire rapidă la un tranzistor pentru a înțelege fluxul curent. Există trei picioare pe fiecare tranzistor cunoscut sub numele de colector, bază și emițător. Nu toți tranzistoarele împărtășesc aceeași ordine, deci asigurați-vă că consultați o foaie de date dacă nu utilizați unul dintre numerele de piesă menționate la pasul 1. Când se aplică un curent mic la bază, un alt curent mai mare este permis să curgă din colector în emițător. Este important, așa că o voi spune din nou. Un tranzistor permite unui curent mic să controleze un curent mai mare. În acest caz, emițătorul trebuie conectat întotdeauna la masă. Rețineți că fluxul curent este reprezentat de o mică săgeată în figura de mai jos.

Pasul 5: Comutarea polarităților

Acum vom alinia tranzistoarele de pe jumătatea inferioară a plăcii, schimbând orientarea pentru orice alt tranzistor. Fiecare pereche de tranzistoare adiacente va servi ca jumătate din H-Bridge. Trebuie lăsat un spațiu adecvat în mijloc pentru a se potrivi unor jumperi și, eventual, a cablurilor motorului. Apoi vom conecta colectorul și emițătorul tranzistoarelor la magistralele de putere pozitive și respectiv negative. În cele din urmă, vom adăuga jumperii care se vor conecta la cablurile motorului. Tranzistoarele sunt acum gata să treacă un curent atunci când baza este activată.

Pasul 6: Aplicarea unui semnal

Trebuie să aplicăm un curent mic la fiecare dintre tranzistoare în perechi. Mai întâi trebuie să conectăm un rezistor la baza fiecărui tranzistor. Apoi vom conecta fiecare set de rezistențe la un punct comun în pregătirea conectării unui comutator. Apoi vom adăuga cele două comutatoare care se conectează și la magistrala pozitivă. Aceste comutatoare vor activa o jumătate din podul H la un moment dat și, în cele din urmă, conectăm motorul. Asta e. Conectați-vă bateria și testați circuitul. Motorul ar trebui să se rotească într-o direcție când este apăsat un buton și în direcția opusă când este apăsat celălalt buton. Cele două butoane nu trebuie activate în același timp.

Pasul 7: Obținerea unei imagini clare

Iată o diagramă a circuitului complet în cazul în care doriți să îl salvați pentru referință. Grafica originală este oferită de Oomlout.

Pasul 8: Mai multă putere către Ya

Bine, deci aveți un nou H-Bridge strălucitor pe o placă de calcul. Acum ce? Important este să înțelegeți cum funcționează un H-Bridge de bază și că elementele esențiale sunt aceleași, indiferent de cât de multă putere împingeți. Iată câteva sfaturi pentru a face un pas mai departe pentru a susține motoare mai mari și mai multă putere. - Puteți utiliza modularea lățimii impulsurilor (PWM) în locul celor două comutatoare pentru a controla viteza motorului. Acest lucru este ușor atunci când aveți la dispoziție un microcontroler și poate fi realizat, de asemenea, cu un timer IC 555 sau 556 și câteva pasive fără prea multe probleme. - Cheia pentru susținerea motoarelor de putere mai mare sunt tranzistoarele de putere mai mare. Tranzistoarele de putere medie și MOSFET-urile de putere din cazurile TO-220 pot gestiona mult mai multă putere decât tranzistoarele TO-92 de putere redusă pe care le folosim aici. Radiatoarele adecvate vor crește, de asemenea, capacitatea. - Majoritatea podurilor H sunt construite folosind atât tranzistoare NPN cât și PNP pentru a preveni scurtcircuitele și a optimiza fluxul de curent. Am folosit doar NPN aici pentru a simplifica circuitul. - Diodele Flyback sunt utilizate de obicei în podurile H de putere mai mare pentru a proteja restul circuitului de tensiunile periculoase produse de bobinele motorului atunci când puterea este deconectată. Aceste diode sunt aplicate pe tranzistor în direcția curentului de curent și rezistă acestor tensiuni de retragere EMF dăunătoare. - TIP 102 și TIP 107 sunt o pereche de tranzistoare de putere complementare care au încorporat diode flyback. TIP 122/127 și 142/147 sunt perechi similare de tranzistoare de putere. Acest lucru ar trebui să fie suficient pentru a vă pune în direcția corectă dacă doriți să vă mențineți.