Eine H-Brücke herstellen – wikiHow

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Eine H-Brücke ist eine Art von Schaltung, mit der Sie einen umkehrbaren Gleichstrommotor sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn drehen können.

Mit anderen Worten, diese Schaltung ermöglicht es Ihnen, die Drehrichtung eines Motors schnell umzukehren, indem Sie einen Schalter oder einen Controller-Chip verwenden, um seine Richtung zu ändern.

Ich werde Ihnen zeigen, wie Sie die einfachste und zuverlässigste Form der H-Brücke herstellen, die ich kenne. Ich muss Sie warnen, dass dies keineswegs das beste H-Brücken-Design ist und tatsächlich einige Mängel aufweist, die ich später erläutern werde.

Sollten Sie noch nie zuvor eine H-Brücke gebaut haben oder einfach eine Schaltung benötigen, die die Drehrichtung eines Motors umkehren kann, dann ist diese Schaltung eine schnelle und einfache Lösung.

Bitte beachten Sie:

Diese H-Brücke ist nicht gut. Sie können viel bessere einfache H-Brücken herstellen und ich behalte dies für Archivierungszwecke bei. Schauen Sie sich dieses Skitter Bot Instructable an, um zu erfahren, wie Sie es einfacher machen können.

Schritt 1: Holen Sie sich Sachen

Hier ist, was Sie bekommen müssen:

4 - SPST 5VDC Reed-Relais 1 - SPDT 5VDC Reed-Relais 1 - Paket mit 9-V-Batterieklemmen 1 - 9-V-Batterie 1 - Kipp- oder Schiebeschalter (SPST) 1 - 7805 Spannungsregler 1 - Leiterplatte 1 - Gleichstrommotor

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Schritt 2: Die Wahrheit über H-Brücken

Eine H-Brücke ist eine Reihe von vier steuerbaren Schaltern, in denen es zwei Sätze von zwei Schaltern gibt.

Ein geschlossener Schaltersatz lässt den Strom in eine Richtung fließen. Der andere Schaltersatz lässt Strom in die entgegengesetzte Richtung fließen.

Ein weiteres wichtiges Merkmal einer H-Brücke ist, dass sie typischerweise eine kleinere Spannung (5 V DC von einem Mikrocontroller zum Beispiel) verwenden kann, um eine viel größere Spannung zu steuern (12 V DC, die zum Antrieb eines Motors verwendet wird). Diese beiden getrennten Spannungsquellen werden voneinander getrennt gehalten.

H-Brücken können entweder mit 4 Relais oder 4 Transistoren hergestellt werden.

Die beste Art von H-Brücke wird mit Transistoren hergestellt, da diese leicht zur Steuerung der Motordrehzahl verwendet werden können (indem die kleinere Spannung verwendet wird, um die viel größere Motorspannung zu modulieren). Eine mit Relais hergestellte H-Brücke (wie die von uns hergestellte) kann nicht ohne weiteres zur Änderung der Drehzahl eines Motors verwendet werden (es sei denn, die Motorspannung wird natürlich von einer modulierbaren Stromquelle geliefert, z. B. der H-Brücke selbst kann die Stromquelle nicht modulieren, um den Motor abzubremsen. Die Leistung muss verringert werden, um den Motor zu verlangsamen, bevor er durch die H-Brücke geht).

Schritt 3: Wie es funktioniert

Die von uns hergestellte H-Brücke verwendet Relais.

Für Sie bedeutet dies, dass sich der Motor so schnell wie möglich in eine Richtung dreht und dann beim Rückwärtsfahren so schnell wie möglich in die andere Richtung dreht. Das einzige, was die Drehung des Motors verlangsamt, ist, wenn Sie einen Controller haben, der die 9 V DC des Stromsignals modulieren kann, BEVOR es in die H-Brücke eintritt.

Wenn die Spulen von "Relais 1" und "Relais 4" hochgezogen werden (durch sie fließt Strom), dann dreht der Motor vorwärts (siehe "Bild 1").

Wenn die Spulen von "Relais 2" und "Relais 3" hochgezogen werden (durch sie fließt Strom), dann dreht der Motor rückwärts (siehe "Bild 2").

Wenn die Spulen von "Relais 1" und "Relais 2" hochgezogen werden (durch sie fließt Strom), dann hört der Motor auf zu drehen (siehe "Bild 3").

Wenn die Spulen von "Relais 3" und "Relais 4" hochgezogen werden (durch sie fließt Strom), dann hört der Motor auf zu drehen (siehe "Bild 4").

********WARNUNG***********

Sie möchten VERMEIDEN:

"Relais 1" und "Relais 3" werden hochgezogen. Dies ist ein Kurzschluss, da keine Last für den Stromdurchgang vorhanden ist. Es werden schlimme Dinge passieren! (siehe "Bild 5")

"Relais 2" und "Relais 4" werden hochgezogen. Dies ist ein Kurzschluss, da keine Last für den Stromdurchgang vorhanden ist. Es werden schlimme Dinge passieren! (stellen Sie sich "Bild 6" vor)

Mehr als 2 Relais werden gleichzeitig hochgezogen. Es werden schlimme Dinge passieren.

Schritt 4: Über unsere Schaltung

Unsere Schaltung enthält eine H-Brücke aus 4 SPST-Relais (single-pole single-throw) und 1 zusätzliches SPDT-Relais (single-pole double-throw), die zum Umschalten zwischen den 2 Sätzen von 2 Relais verwendet werden. Okay…. So funktioniert es also … Der Strom von der Batterie wird zum 7805-Spannungsregler geleitet, der in 5 V umgewandelt wird. Der Strom von der Batterie wird auch zu "Relais 1" und "Relais 2" geleitet, wo er zum Motor geht (aber wir eilen uns voraus). Die 5 V-Strom gehen beide an die Spule des SPDT-Relais und es ist auch durch das SPDT-Relais. Wenn der Schalter geschlossen ist, fließen 5 V durch die Spule des SPDT-Relais und 5 V werden auch durch das SPDT-Relais zu den Spulen von "Relais 1" und "Relais 4" geleitet, wodurch sie zum Schließen gezwungen werden. Dadurch können 9V durch "Relais 1" und "Relais 4" fließen, so dass sich der Motor im Uhrzeigersinn drehen kann. Mit anderen Worten, wenn wir den an die Spule des SPDT-Relais angeschlossenen Schalter schließen, lösen wir die H-Brücke aus, damit sich der Motor im Uhrzeigersinn dreht. Wenn wir also möchten, dass sich der Motor gegen den Uhrzeigersinn dreht, müssen wir alles tun tun, ist den Schalter in die entgegengesetzte Richtung zu drücken. Dadurch ändert sich der Strompfad durch das SPDT-Relais und schließt "Relais 2" und "Relais 3" (und öffnet "Relais 1" und "Relais 4").

Schritt 5: Beginnen Sie mit dem Löten

Löten Sie Ihre 4 SPST-Relais so nah wie möglich an die Platine (siehe sekundäres Bild). Wenn Sie nicht wissen, wie man lötet, lernen Sie, wie man lötet so nah wie möglich an den SPST-Relais (siehe sekundäres Bild) Zum Schluss löten Sie in den Registern auf der linken oder rechten Seite der Platine Ihren 7805 5V-Regler (siehe sekundäres Bild). Sie sollten jetzt alles haben Ihre Hauptkomponenten mit der Platine verbunden (siehe Hauptbild).

Schritt 6: Löten Sie einige Drähte

Sie werden jetzt Drähte mit Ihren Komponenten verbinden wollen, damit sie tatsächlich miteinander verdrahtet sind und Dinge tun können.

Löten Sie zunächst an jedem SPST-Relais einen schwarzen Draht an eine Seite der Spule. Wählen Sie eine Stelle auf der Platine, an der mindestens 8 leere Steckplätze vorhanden sind und diese mit keinem der Komponenten verbunden sind, und löten Sie dann alle 4 Drähte an der Unterseite der Platine zusammen.

Schritt 7: Löten Sie einige weitere Drähte

Sie müssen dann zwei Drähte an jeden der Ausgangspins des SPDT-Relais anschließen. Betrachten Sie, dass jeder dieser beiden Drähte zu demselben Drahtsatz gehört. Schließen Sie einen Satz Drähte an die Spulen der beiden nächstgelegenen Relais an. Verbinden Sie den anderen Kabelsatz mit den Spulen der beiden am weitesten entfernten Relais (zur Erläuterung siehe Bildnotizen).

Schritt 8: Löten Sie noch mehr Drähte

Verbinden Sie den mittleren Pin des ersten Relais mit dem 9V-Eingang des Spannungsreglers. Verbinden Sie den mittleren Pin des zweiten Relais mit Masse (der Ort, an dem alle schwarzen Drähte miteinander verbunden sind). Verbinden Sie den mittleren Pin des dritten Relais mit dem 9V-Eingang des Spannungsreglers. Verbinden Sie den mittleren Pin des vierten Relais mit Masse (der Ort, an dem alle schwarzen Drähte miteinander verbunden sind).

Zur Verdeutlichung siehe Bilder unten.

Schritt 9: Wer hätte gedacht, dass es so viele Drähte geben würde?

Verbinden Sie das andere Ende eines dieser Drähte mit dem Eingangspin des SPDT-Relais. Verbinden Sie das andere Kabel mit der Spule des SPDT-Relais.

Und dann ist da noch die Sache mit dem Schalter. Ein Draht am Schalter geht an die Spule des SPDT-Relais und der andere Draht am Schalter geht an Masse.

Jetzt wäre auch ein guter Zeitpunkt, ein schwarzes Kabel zwischen Masse und dem mittleren Pin des Spannungsreglers anzuschließen.

Schritt 10: Bringen Sie einen Stecker an, Sie sexy Biest

Sie möchten Ihre H-Brücke einschalten können, richtig? Und egal wie sexy Sie sich auch denken mögen, der einzige Weg, es anzuschalten, ist mit Strom.

Schließen Sie also das rote Kabel des 9V-Steckers an den 9V-Eingang des Spannungsreglers an. Und dann befestigen Sie das schwarze Kabel an allen anderen Erdungsdrähten auf der Platine.

Schritt 11: Für ein paar Drähte mehr

Befestigen Sie 5 Draht an den Stiften an der Seite der SPST-Relaisrohre, an denen derzeit keine Drähte befestigt sind.

Wenn sich am mittleren Stift auf der einen Seite der Röhre, auf der sich derzeit Drähte befinden, ein rotes +9-V-Kabel befindet, befestigen Sie auch ein rotes Kabel an der Seite, an der Sie derzeit die Drähte anschließen. Wenn sich auf der Seite mit allen Drähten ein schwarzes Kabel befindet, befestigen Sie an dieser Seite ein schwarzes Kabel.

Schritt 12: Aufräumen

Schneiden Sie alle zusätzlichen Drähte auf der Unterseite der Platine ab.

Trimmen Sie so nah wie möglich an der Platine, ohne Verbindungen zu unterbrechen.

Dies verhindert, dass sich die Drähte später kreuzen.

Schritt 13: Testen… Testen… 1… 2… 3…

Jetzt ist es an der Zeit, zu sehen, ob es funktioniert. Stellen Sie sich den roten und schwarzen Draht am nächsten an einer Kante der Platine als einen Satz vor. Stellen Sie sich den weiteren roten und schwarzen Draht als einen anderen Satz vor. Im Bild unten habe ich die beiden Drähte jedes Satzes miteinander verdreht. Wenn die H-Brücke durch das SPDT-Relais ausgelöst wird, fließt zu jeder Zeit entweder ein Satz oder der andere Satz durch Wir sollten eine LED in Reihe mit einem 220-Ohm-Widerstand an jedes Set anschließen. Wenn wir eine Batterie anschließen und den Schalter umlegen, leuchtet entweder eine LED auf oder die andere leuchtet auf (siehe Bilder unten).

FehlerbehebungWenn Ihre H-Brücke nicht auf diese Weise funktioniert, stellen Sie sicher: 1. Sie verwenden den richtigen "Satz" von Drähten2. Alle Ihre Drähte sind korrekt verlegt (Siehe Diagramm unten)3. Sie haben alle entsprechenden Lötverbindungen hergestellt und es fehlen keine Drähte4. Sie haben keine gekreuzten Drähte (Der Spannungsregler wird höchstwahrscheinlich unerträglich heiß, wenn Sie dies tun. Sie sollten auch in der Lage sein, zu sehen, wo er gekreuzt ist … normalerweise.)5. Ihre Relais funktionieren (Sie können dies überprüfen, indem Sie das positive Ende der Spule direkt mit der 5-V-Stromquelle verbinden. Wenn Sie dies tun, sollten Sie ein kleines Klicken hören)6. Ihre Batterie ist nicht leer (Berühren Sie schnell eine LED und prüfen Sie, ob sie aufleuchtet)7. Ihre LED ist nicht tot (versuchen Sie eine andere LED)8. Ihre LED ist nicht rückwärts gerichtet und verhindert den Stromfluss (Versuchen Sie, sie umzudrehen).9. Die Götter der Elektronik sind dir nicht böse.

Schritt 14: Anschließen des Motors

Hier wird es etwas knifflig.

Da wir möchten, dass Strom sowohl vorwärts als auch rückwärts durch den Motor fließen soll, möchten wir einen Kabelsatz mit der richtigen Polarität am Motor und den anderen Kabelsatz mit einer umgekehrten Polarität an den Motor anschließen.

Mit anderen Worten, das Schwarz eines Satzes wird mit dem Rot eines anderen Satzes gepaart und dann an das rote Kabel am Motor angeschlossen. Und das Rot aus einem Set wird mit dem Schwarz aus dem anderen Set gepaart und an das schwarze Kabel am Motor angeschlossen.

Oder um einfach zu sehen, was los ist, schauen Sie sich das Bild genau an. Es sollte Sinn machen.

Schritt 15: Verbessern Sie Ihren Artbot

Abgesehen von einer ganzen Reihe praktischer Anwendungen können Sie Ihre H-Brücke jetzt auch verwenden, um Ihren ausgefallenen Zeichenroboter in zwei Richtungen zu bewegen.

Passen Sie auf Ihren Rücken auf Jackson Pollack! Wir zeichnen an Ihrem Grab!

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