Energieeffiziente Motortreiberplatine - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Bei dem vorgestellten Projekt handelt es sich um eine Schrittmotor-/Motortreiberplatine mit SN754410 Motortreiber-IC einschließlich einiger Stromsparfunktionen. Die Platine kann mit Hilfe der Dual-H-Brückenschaltung im IC 2 DC-Motoren oder einen Schrittmotor antreiben. Der IC SN754410 wird häufig zum Antrieb von Motoren verwendet, da er in einem weiten Spannungsbereich arbeitet und bis zu 1 A Strom pro Kanal treiben kann.

Die zusätzliche Sache hier ist der Stromschaltkreis, der die Stromversorgung zum IC unterbricht. Dies kann sehr energieeffizient sein als normale Schlafmodi. Es benötigt ein externes Signal vom Controller, um die Stromversorgung der Treiberschaltung einzuschalten. Der Schaltkreis besteht aus ein paar NPN-Transistoren und einem P-Kanal-MOSFET, der den Strom nur fließen lässt, wenn wir einen Impuls an den Schaltkreis anlegen.

Bei Verwendung des Schaltkreises ist der Stromverbrauch des Motortreiberschaltkreises gleich null und durch Anlegen eines HIGH-Impulses an den Schaltkreis kann man diese Platine problemlos normal verwenden. Darüber hinaus kann der IC auch andere Lasten wie Relais oder Magnetspulen ansteuern. So kann die Platine mit dem zusätzlichen Leistungsschaltkreis zu einem sehr praktischen Werkzeug für Hersteller werden.

Schritt 1: Verwendete Komponenten

1. SN754410 IC/L293D-IC

2. 2 x 4-poliger Stecker

3. 3-poliger Stecker

4. 2-poliger Schraubklemmenblock

5. P-Kanal-MOSFET

6. 2 X NPN-Transistoren

7. 2 X 100k Widerstand

8. 1k Widerstand

9. 220k Widerstand

10. 1N4148 Diode

11. 2 X 0.1uF Kondensator

Schritt 2: Einführung

Eine Motortreiberschaltung dient als Schnittstelle zwischen Motor und Controller. Die Schaltung nimmt die vom Controller angelegten Niedrigstromsignale und wandelt sie in höhere Stromsignale um, die einen Motor antreiben können. Eine Motortreiberschaltung besteht aus einem IC oder diskreten JFETs, die mit hoher Leistung umgehen können. Motortreiber-ICs sind Stromverstärker-ICs und fungieren als Brücke zwischen Controller und Motor. Der Treiber-IC enthält eine Schaltung, die uns hilft, zwischen der H-Brücke (die den Motor tatsächlich steuert) und den Signalen, die der H-Brücke mitteilen, wie der Motor zu steuern ist, zu verbinden. Allerdings bieten unterschiedliche Chips unterschiedliche Schnittstellen.

In diesem Projekt werden wir einen der bekanntesten Motortreiber IC L293D verwenden.

Schritt 3: Der Leistungsschaltkreis

Diese Schaltung unterbricht die Stromversorgung des IC, bis er extern ein hohes Signal erhält. Wenn Sie diese Schaltung beispielsweise in einem Projekt wie einem PIR-Bewegungsmelder mit Arduino verwenden, wird Arduino mit Strom versorgt, wenn etwas vom Sensor erkannt wird und technisch gesagt, wenn der Sensor einen HIGH-Impuls sendet. Hier verwenden wir diese Schaltung in unserer Motortreiberplatine, die den Strom nicht zum IC fließen lässt, bis ein HIGH-Impuls am Trigger-Pin extern angelegt wird, wodurch der Großteil der Energie eingespart wird, während der Treiber nicht benötigt wird.

Die Schaltung besteht aus einem P-Kanal-MOSFET und ein paar NPN-Transistoren. Wenn ein HIGH-Impuls an die Schaltung angelegt wird, wird der Transistor T1 aktiv, und die Basis des Transistors T2 wird mit Strom versorgt. Der Gate-Pin des MOSFET wird also auf Low gezogen, wodurch der Strom durch den MOSFET fließen kann und die Platine mit Strom versorgt wird.

Schritt 4: Motortreiberschaltung

Unsere Motortreiberschaltung kann um L293D- oder SN754410-ICs herum aufgebaut werden. L293D ist ein vierfacher Hochstrom-Halb-H-Treiber. Er liefert bidirektionale Ströme bis 600 mA bei Spannungen von 4,5 V - 36 V. Der IC besteht aus zwei H-Brücken, mit denen er 2 Gleichstrommotoren oder einen Schrittmotor zusammen mit Magnetspulen, Relais und anderen induktiven Lasten antreiben kann. SN754410 ist jedoch ein besserer Pin-to-Pin-Ersatz des L293D-ICs. Es bietet bidirektionale Ströme bis zu 1A im gleichen Spannungsbereich wie L293D. Es verfügt auch über einige Sicherheitsfunktionen wie automatische Abschaltung bei Überhitzung, Überstromschutz usw.

Die Schaltung ist sehr einfach, wir müssen nur dem Pin-Diagramm des ICs folgen. Im Allgemeinen sind zwei Enable-Pins des ICs und der 5V Vcc-Pin verbunden, so dass die Ausgänge die ganze Zeit aktiviert sind. Wir müssen den Ausgang des Schaltkreises, der im Diagramm mit A gekennzeichnet ist, mit dem Vcc-Pin des ICs verbinden. Darüber hinaus werden 0,1uF-Kondensatoren an den Motoranschlüssen bevorzugt, um die abgestrahlten elektrischen Spitzen zu stoppen.

Dann werden wir Steckverbinder verwenden, damit wir Netzteil und Motoren einfach anschließen können. Motor Vcc wird über eine andere 2-polige Schraubklemme angeschlossen. 5V, GND und Trigger sind extern anzulegen und dafür wird ein 3-poliger Stecker verwendet. Für die Ein- und Ausgabe von Motoren und Signalen verwenden wir dann zwei 4-polige Steckverbinder.

Schritt 5: Fertig

Nach dem Löten aller Komponenten und Anschlüsse haben wir eine energieeffiziente und sehr einfach zu bedienende Motortreiberplatine hergestellt. Jetzt können Sie den Treiber ausschalten, wenn er nicht verwendet wird und wenn er aktiv sein soll. Legen Sie einen hohen Impuls von Ihrem Arduino an den Trigger-Pin oder einen anderen Controller an und er ist einsatzbereit.

Ich hoffe die Anleitung hat dir gefallen.

Danke fürs Lesen!