Gleichstrommotorantrieb mit H-Brücke - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Hallo Leute!

In diesem anweisbaren zeige ich Ihnen, wie man eine H-Brücke baut - eine einfache elektronische Schaltung, die es uns ermöglicht, Spannung in beide Richtungen an die Last anzulegen. Es wird häufig in Robotikanwendungen verwendet, um Gleichstrommotoren zu steuern. Durch die Verwendung der H-Brücke können wir den DC-Motor im oder gegen den Uhrzeigersinn betreiben.

Schritt 1: Erforderliche Hardware

Folgende Komponenten wurden verwendet:

1. x1 7805 Spannungsregler

2. x2 2N2907 PNP-Transistor (Q1, Q3)

3. x2 2N2222 NPN-Transistor (Q2, Q4)

4. x4 1N4004 Diode (D1. D2, D3, D4)

5. x4 1K Widerstand (R1, R2, R3, R4)

6. x3 255SB SPDT-Schiebeschalter

7. x1 DC-Buchse (12V)

8. x2 2Pin-Anschluss

9. x1 Gleichstrommotor

Schritt 2: Papierschema

Das Bild zeigt ein Papierschema der H-Brücken-DC-Motortreiberschaltung. Die obige Schaltung hat einen Nachteil. Ich hatte ein Problem mit der Diode 1N5817, also habe ich 1N4004 verwendet. Die Transistoren Q1, Q2 & Q3, Q4 ändern ihren Zustand nicht, da sie nicht mit dem Massepunkt verbunden sind. Diese Probleme wurden im Schaltplan mit der Eagle-Software behoben.

Schritt 3: Schaltplan & Arbeitsprinzip

Das Bild zeigt einen Schaltplan des H-Brücken-DC-Motortreibers mit der Eagle-Software.

In dieser Schaltung sind alle Transistoren als Schalter verdrahtet. Ein NPN-Transistor (Q3 und Q4) ist eingeschaltet, wenn wir ihm HIGH geben, und ein PNP-Transistor (Q1 und Q2) ist eingeschaltet, wenn wir ihm LOW geben. Wenn also (A = NIEDRIG, B = HOCH, C = NIEDRIG, D = HOCH) die Transistoren Q1 & Q4 EIN und Q2 & Q3 AUS sind, dreht sich der Motor im Uhrzeigersinn. Wenn (A = HOCH, B = NIEDRIG, C = HOCH, D = NIEDRIG) die Transistoren Q2 und Q3 eingeschaltet sind und die Transistoren Q1 und Q4 ausgeschaltet sind, dreht sich der Motor im Gegenuhrzeigersinn.

1N4004 (D1 ~ D4) wird als Freilaufdiode verwendet, da es sich um eine schnell schaltende Diode handelt. Es vermeidet Probleme aufgrund der negativen Spannung, die von der Gegen-EMK des Gleichstrommotors erzeugt wird. Die Widerstände R1 – R4 dienen zur Begrenzung des Eingangsstroms von Transistoren und sind so ausgelegt, dass der Transistor als Schalter arbeitet. 3 Schiebeschalter (S1, S2 & S3) werden verwendet. S1 wird für die EIN- und AUS-Funktion des Motors verwendet. S2 & S3 werden für Rechts- und Linkslauf des Motors verwendet.

Schritt 4: PCB-Design

Das Bild zeigt ein Schaltungs-PCB-Design eines H-Brücken-DC-Motortreibers unter Verwendung der Eagle-Software.

Im Folgenden sind die Parameterüberlegungen für das PCB-Design aufgeführt:

1. Die Dicke der Leiterbahn beträgt mindestens 8 mil.

2. Der Abstand zwischen Flachkupfer und Kupferspur beträgt mindestens 8 mil.

3. Der Abstand zwischen Spur zu Spur beträgt mindestens 8 mil.

4. Die minimale Bohrergröße beträgt 0,4 mm

5. Alle Spuren, die einen aktuellen Pfad haben, benötigen dickere Spuren

Schritt 5: Hochladen von Gerber auf LionCircuits

PCB muss hergestellt werden. Ich habe meine Platine bei LionCircuits bestellt. Sie müssen nur Ihre Gerber-Dateien online auf deren Plattform hochladen und eine Bestellung aufgeben.

Im obigen Bild sehen Sie das PCB-Design nach dem Hochladen auf die LionCircuits-Plattform.

Schritt 6: Vorgefertigte Platine

Nach dem Testen in der Simulation können wir den Leiterplattenplan mit jedem beliebigen Programm zeichnen.

Hier habe ich mein eigenes Design und Gerber-Dateien angehängt.

Schritt 7: Bestückte Platine

Das Bild zeigt, dass die Komponenten auf der Platine montiert sind.

Als ich mit dieser Platine arbeitete, verursachte der Eingangswiderstand mit dem Wert 1k ein Problem bei der Drehung des Motors, also habe ich alle 1k-Widerstände kurzgeschlossen, dann funktioniert es.

Schritt 8: AUSGANG

Schritt 9: Lernen

Ich habe diese Schaltung nicht zuerst in einem Steckbrett gemacht, deshalb hatte ich viele Probleme mit der hergestellten Platine. In meinem nächsten Design werde ich zuerst die Schaltung im Steckbrett machen, danach gehe ich zur Fertigungsplatine und ich rate Ihnen, dasselbe zu tun.