Breadboard Üzerinde H-Bridge: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

H-Bridge, bir motoru ileri ve geri hareket ettirebilen bir devredir. Oluşturulması için yalnızca bir avuç bileşen gerektiren çok basit bir devre olabilir. Bu Eğitilebilir Tablo, temel bir H-Bridge'in nasıl devre dışı bırakılacağını gösterir. Bitirdikten sonra, bir H-Bridge'in temel işleyişine aşina olmalı ve daha büyük, daha güçlü motorları destekleyebilecek daha karmaşık versiyonlara geçmeye hazır olmalısınız.

Adım 1: Parçaları Toplama

Yalnızca birkaç parça gereklidir.1) Ekmek tahtası2) ~7 voltta çalışabilen küçük bir DC motor3) 9 voltluk bir pil ve pil bağlantısı4) Dört küçük sinyal NPN transistörü. Burada 2N2222A kullanıyoruz. 2N3904 başka bir yaygın parça numarasıdır ve binlercesi de işinizi görecektir.5) Dört adet 22k ohm direnç6) İki adet basmalı düğme anahtarı7) Her şeyi bağlamak için atlama telleri veya yedek kablo

2. Adım: H-Köprü Teorisi

H-Bridge, DC motoru ileri ve geri çalıştırabilen bir devredir. Motoru bir yöne döndürmek için voltajın polaritesi değiştirilerek motor yönü değiştirilir. Bu, küçük bir motorun uçlarına 9 voltluk bir pil uygulayarak ve ardından terminalleri yön değiştirmek için değiştirerek kolayca gösterilebilir. H-Bridge'e, çalışmasını gösteren temel devreden dolayı adı verilmiştir. Devre, çiftler halinde uygulandığında devreyi tamamlayan dört anahtardan oluşmaktadır. S1 ve S4 anahtarları kapatıldığında motor güç alır ve döner. S2 ve S3 kapatıldığında motor güç alır ve diğer yönde döner. Kısa devreyi önlemek için S1 ve S2 veya S3 ve S4'ün asla birlikte kapatılmaması gerektiğini unutmayın. Açıkça fiziksel anahtarlar pratik değildir, çünkü hiç kimse robotlarını ileri veya geri hareket ettirmek için çiftler halinde anahtarları çevirmez. İşte burada transistörler devreye girer. Bir transistör, tabanına küçük bir akım uygulandığında kapanan bir katı hal anahtarı görevi görür. Bir transistörü etkinleştirmek için sadece küçük bir akım gerektiğinden, devrenin yarısını tek bir sinyalle tamamlayabiliyoruz. Başlamak için bu yeterli teori, hadi inşa etmeye başlayalım.

3. Adım: H-Bridge'e Güç Verme

Elektrik hatlarını düzenleyerek başlayacağız. Pil çıtçıtınızı güç veri yolunun bir köşesine bağlayın. Kural, sırasıyla YÜKSEK ve DÜŞÜK sinyalleri belirtmek için pozitif voltajı üst sıraya ve negatifi alt sıraya bağlamaktır. Daha sonra güç buslarının üst ve alt takımlarını bağlarız.

Adım 4: Anahtar Olarak Transistör

Bir sonraki adım, transistörleri kurmaktır. Bir H-Bridge inşa etmek için dört anahtara ihtiyacımız olduğunu teori bölümünde hatırlayın, bu yüzden burada dört transistörün hepsini kullanacağız. Ayrıca devre tahtasının yerleşimi ile sınırlıyız, bu nedenle gerçek devre H harfine benzemeyecektir. Akım akışını anlamak için bir transistöre hızlı bir göz atalım. Her bir transistör üzerinde toplayıcı, taban ve emitör olarak bilinen üç ayak vardır. Tüm transistörler aynı sırayı paylaşmazlar, bu nedenle birinci adımda belirtilen parça numaralarından birini kullanmıyorsanız bir veri sayfasına başvurduğunuzdan emin olun. Tabana küçük bir akım uygulandığında, kollektörden daha büyük bir akımın akmasına izin verilir. yayıcı. Bu önemli, bu yüzden tekrar söyleyeceğim. Bir transistör, küçük bir akımın daha büyük bir akımı kontrol etmesine izin verir. Bu durumda emitör daima toprağa bağlı olmalıdır. Akım akışının aşağıdaki şekilde küçük bir okla gösterildiğine dikkat edin.

Adım 5: Kutupları Değiştirme

Şimdi devre tahtasının alt yarısındaki transistörleri sıraya koyacağız ve diğer tüm transistörlerin yönünü çevireceğiz. Her bir bitişik transistör çifti, H-Bridge'in bir yarısı olarak hizmet edecektir. Bazı jumper'ları ve nihayetinde motor kablolarını takmak için ortada yeterli bir boşluk bırakılmalıdır. Daha sonra, transistörlerin kollektörünü ve emitörü sırasıyla pozitif ve negatif güç baralarına bağlayacağız. Son olarak motor uçlarına bağlanacak jumperları ekleyeceğiz. Transistörler artık baz aktif olduğunda akım geçirmeye hazırdır.

Adım 6: Bir Sinyalin Uygulanması

Transistörlerin her birine çiftler halinde küçük bir akım uygulamamız gerekiyor. İlk önce her transistörün tabanına bir direnç bağlamamız gerekiyor. Daha sonra, bir anahtar bağlamaya hazırlanırken her bir direnç grubunu ortak bir noktaya bağlayacağız. Ardından, pozitif bara da bağlanan iki anahtarı ekleyeceğiz. Bu anahtarlar bir seferde H-Bridge'in yarısını etkinleştirecek. Ve sonunda motoru bağladık. Bu kadar. Pilinizi bağlayın ve devrenizi test edin. Bir düğmeye basıldığında motor bir yönde, diğer düğmeye basıldığında ters yönde dönmelidir. İki düğme aynı anda etkinleştirilmemelidir.

7. Adım: Net Bir Resim Elde Etme

Referans için kaydetmek istemeniz durumunda devrenin tamamının bir diyagramı burada. Orijinal grafikler Oomlout'un izniyledir.

Adım 8: Size Daha Fazla Güç

Tamam, yani bir breadboard üzerinde parlak yeni bir H-Bridge'iniz var. Şimdi ne olacak? Önemli olan, temel bir H-Bridge'in nasıl çalıştığını anlamanız ve ne kadar güç verirseniz verin temellerin aynı olduğunu anlamanızdır. Daha büyük motorları ve daha fazla gücü desteklemek için bir adım daha ileri götürmek için birkaç ipucu. - Motorun hızını kontrol etmek için iki anahtar yerine Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM) kullanabilirsiniz. Bu, emrinizde bir mikro denetleyiciniz olduğunda kolaydır ve ayrıca 555 veya 556 zamanlayıcı IC ve birkaç pasif ile çok fazla sorun olmadan gerçekleştirilebilir. - Daha yüksek güçlü motorları desteklemenin anahtarı, daha yüksek güçlü transistörlerdir. TO-220 kasalarındaki orta güçlü transistörler ve Güç MOSFET'leri, burada kullandığımız düşük güçlü TO-92 transistörlerinden önemli ölçüde daha fazla gücü işleyebilir. Uygun soğutucular da kapasiteyi artıracaktır. - Çoğu H-Köprü, kısa devreleri önlemek ve akım akışını optimize etmek için hem NPN hem de PNP transistörleri kullanılarak yapılmıştır. Devreyi basitleştirmek için burada sadece NPN kullandık. - Flyback diyotlar genellikle daha yüksek güçlü H-Köprülerde, devrenin geri kalanını güç kesildiğinde motorun bobinleri tarafından üretilen tehlikeli voltajlardan korumak için kullanılır. Bu diyotlar, transistör boyunca akım akışı yönünde uygulanır ve bu zararlı EMF geri voltajlarına direnir. - TIP 102 ve TIP 107, yerleşik geri dönüş diyotlarına sahip bir çift tamamlayıcı güç transistörüdür. TIP 122/127 ve 142/147, benzer güç transistör çiftleridir. Devam etmek istiyorsanız, bu sizi doğru yöne yönlendirmek için yeterli olmalıdır.