H-Bridge روی تخته نان: 8 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:59

H-Bridge مداری است که می تواند موتور را به جلو و عقب حرکت دهد. این می تواند یک مدار بسیار ساده باشد که برای ساخت آن فقط به چند جزء نیاز است. این دستورالعمل نحوه چوب نوردی یک H-Bridge اولیه را نشان می دهد. پس از اتمام کار ، باید با عملکرد اصلی H-Bridge آشنا باشید و آماده باشید تا به نسخه های پیچیده تری بروید که می توانند از موتورهای بزرگتر و قوی تر پشتیبانی کنند.

مرحله 1: جمع آوری قطعات

فقط تعداد انگشت شماری از قطعات مورد نیاز است. 1) یک تخته نان 2) یک موتور DC کوچک با قابلیت کار در 7 ولت ولت 3) یک باتری 9 ولتی و باتری 4) چهار ترانزیستور NPN سیگنال کوچک. ما در اینجا از 2N2222A استفاده می کنیم. 2N3904 شماره قطعه رایج دیگری است و هزاران نفر دیگر این کار را انجام می دهند. 5) چهار رزیتور 22k اهم 6) دو کلید دکمه ای 7) جهنده یا سیم زاپاس برای اتصال همه چیز

مرحله 2: نظریه H-Bridge

H-Bridge مداری است که می تواند موتور DC را به جلو و عقب حرکت دهد. جهت موتور با تغییر قطبی ولتاژ به منظور چرخاندن موتور به این طرف یا آن طرف تغییر می کند. این را می توان با استفاده از باتری 9 ولت به سیم موتور کوچک و سپس تغییر ترمینال ها جهت تغییر جهت به راحتی نشان داد. نام H-Bridge بر اساس مدار اصلی است که عملکرد آن را نشان می دهد. این مدار از چهار سوئیچ تشکیل شده است که مدار را به صورت جفت اعمال می کند. هنگامی که کلیدهای S1 و S4 بسته می شوند ، موتور قدرت می یابد و می چرخد. وقتی S2 و S3 بسته می شوند موتور قدرت می گیرد و در جهت دیگر می چرخد. توجه داشته باشید که S1 و S2 یا S3 و S4 هرگز نباید با هم بسته شوند تا از اتصال کوتاه جلوگیری شود. بدیهی است که سوئیچ های فیزیکی غیرعملی هستند زیرا هیچ کس نمی نشیند و سوئیچ ها را دو به دو می چرخاند تا ربات خود را به جلو یا برعکس حرکت دهد. این جایی است که ترانزیستورها وارد می شوند. یک ترانزیستور به عنوان یک سوئیچ حالت جامد عمل می کند که هنگامی که یک جریان کوچک به پایه آن اعمال می شود ، بسته می شود. از آنجا که فقط یک جریان کوچک برای فعال کردن ترانزیستور مورد نیاز است ، می توانیم نیمی از مدار را با یک سیگنال تکمیل کنیم. این یک نظریه کافی برای شروع است ، بنابراین بیایید ساختمان را شروع کنیم.

مرحله 3: تغذیه H-Bridge

ما با تعیین خطوط برق شروع می کنیم. ضربه محکم و ناگهانی باتری را به گوشه ای از گذرگاه برق وصل کنید. طبق این قرارداد ، ولتاژ مثبت را به ردیف بالا و منفی را به ردیف پایینی متصل می کند تا سیگنال های HIGH و LOW به ترتیب مشخص شوند. سپس مجموعه های بالا و پایین باس های قدرت را به هم وصل می کنیم.

مرحله 4: ترانزیستور به عنوان یک سوئیچ

مرحله بعدی راه اندازی ترانزیستورها است. در بخش نظریه به یاد بیاورید که ما برای ساختن H-Bridge به چهار کلید نیاز داریم ، بنابراین در اینجا از هر چهار ترانزیستور استفاده خواهیم کرد. ما همچنین به طرح یک تخته نان محدود شده ایم ، بنابراین مدار واقعی شبیه حرف H. نمی شود. بیایید نگاهی گذرا به ترانزیستور بیندازیم تا جریان جریان را درک کنیم. در هر ترانزیستور سه پایه وجود دارد که به عنوان جمع کننده ، قاعده و ساطع کننده شناخته می شوند. همه ترانزیستورها از نظم یکسانی برخوردار نیستند ، بنابراین اگر از یکی از شماره های قطعه ذکر شده در مرحله اول استفاده نمی کنید ، با یک برگه اطلاعات مشورت کنید. هنگامی که یک جریان کوچک به پایه اعمال می شود ، یک جریان بزرگتر دیگر اجازه می دهد از جمع کننده به ساطع کننده این مهم است ، بنابراین من دوباره آن را می گویم. یک ترانزیستور به یک جریان کوچک اجازه می دهد تا جریان بزرگتری را کنترل کند. در این حالت ، امیتر باید همیشه به زمین متصل شود. توجه داشته باشید که جریان فعلی با یک پیکان کوچک در شکل زیر نشان داده شده است.

مرحله 5: تغییر قطب ها

حالا ما قصد داریم ترانزیستورها را در نیمه پایینی نان بچینیم و جهت هر ترانزیستور دیگر را برعکس کنیم. هر جفت ترانزیستور مجاور به عنوان نیمی از H-Bridge عمل می کند. برای قرار دادن برخی از جهنده ها و در نهایت موتورها ، فضای کافی باید در وسط گذاشته شود. در مرحله بعد ، کلکتور و امیتر ترانزیستورها را به ترتیب به باس های قدرت مثبت و منفی متصل می کنیم. در نهایت ما جهش هایی را که به سیم های موتور متصل می شوند اضافه می کنیم. ترانزیستورها اکنون آماده عبور جریان هستند که پایه فعال می شود.

مرحله 6: استفاده از سیگنال

ما باید جریانی کوچک را روی هر یک از ترانزیستورها به صورت جفت اعمال کنیم. ابتدا باید یک مقاومت را به پایه هر ترانزیستور متصل کنیم. سپس هر مجموعه مقاومت را به یک نقطه مشترک در آماده سازی برای اتصال سوئیچ متصل می کنیم. سپس دو سوئیچ را که به گذر مثبت متصل می شوند نیز اضافه می کنیم. این سوئیچ ها هر بار نصف H-Bridge را فعال می کنند. و در نهایت موتور را وصل می کنیم. خودشه. باتری خود را وصل کرده و مدار خود را آزمایش کنید. هنگامی که یک دکمه را فشار می دهید ، موتور باید یک جهت بچرخد و هنگامی که دکمه دیگر را فشار می دهید ، جهت مخالف بچرخد. دو دکمه نباید همزمان فعال شوند.

مرحله 7: گرفتن یک تصویر واضح

در اینجا یک نمودار از مدار کامل در صورت تمایل به ذخیره آن برای مرجع است. گرافیک اصلی توسط Oomlout ارائه شده است.

مرحله 8: قدرت بیشتر برای Ya

خوب ، بنابراین شما یک H-Bridge جدید براق روی یک تخته نان دارید. حالا چی؟ نکته مهم این است که شما نحوه عملکرد H-Bridge اصلی را درک کرده اید و مهم نیست که چقدر قدرت دارید. در اینجا چند نکته وجود دارد تا بتوانید گامی فراتر ببرید تا از موتورهای بزرگتر و قدرت بیشتر پشتیبانی کنید. - برای کنترل سرعت موتور می توانید از پالس عرض مدولاسیون (PWM) به جای دو کلید استفاده کنید. وقتی میکروکنترلر در اختیار دارید این کار آسان است و همچنین می توانید با IC تایمر 555 یا 556 و چند حالت غیرفعال بدون مشکل زیاد انجام دهید. - کلید پشتیبانی از موتورهای قدرت بالاتر ترانزیستورهای قدرت بالاتر است. ترانزیستورهای قدرت متوسط و MOSFET های قدرت در موارد TO-220 می توانند قدرت بسیار بیشتری را نسبت به ترانزیستورهای TO-92 کم مصرف که در اینجا استفاده می کنیم ، تحمل کنند. هیت سینک های مناسب نیز ظرفیت را افزایش می دهد. - اکثر H-Bridges با استفاده از هر دو ترانزیستور NPN و PNP به منظور جلوگیری از اتصال کوتاه و بهینه سازی جریان جریان ساخته می شوند. ما در اینجا فقط از NPN برای ساده سازی مدار استفاده کردیم. - دیودهای برگشتی معمولاً در H-Bridges با قدرت بیشتر برای محافظت از بقیه مدار در برابر ولتاژهای خطرناکی که توسط سیم پیچ موتور هنگام قطع برق تولید می شود ، استفاده می شود. این دیودها در سراسر ترانزیستور در جهت جریان جریان اعمال می شوند و در برابر این ولتاژهای برگشتی EMF مضر مقاومت می کنند. - TIP 102 و TIP 107 یک جفت ترانزیستور قدرت مکمل هستند که دیودهای فلای بک ساخته اند. TIP 122/127 و 142/147 جفت ترانزیستورهای مشابه هستند. این مقدار کافی است تا بتوانید شما را در مسیر درست قرار دهد.