Փոքր H-Bridge վարորդներ - Հիմունքներ ՝ 6 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Ողջույն և բարի վերադարձ, կրկին Ուսուցողական: Նախորդում ես ձեզ ցույց տվեցի, թե ինչպես եմ ստեղծել կծիկներ KiCad- ում ՝ օգտագործելով պիթոնի սցենար: Հետո ես ստեղծեցի և փորձարկեցի մի քանի տատանումներ կծիկներից ՝ տեսնելու, թե որն է ամենալավը: Իմ նպատակն է փոխարինել հսկայական էլեկտրամագնիսները Մեխանիկական 7-հատվածի էկրանին ՝ PCB ոլորուններով:

Այս Ուղեցույցում ես կներկայացնեմ H-Bridge- ի հիմունքները և ձեզ ցույց կտամ, թե ինչպես եմ այն օգտագործելու հատվածները վերահսկելու համար: Ի վերջո, ես ձեզ կներկայացնեմ H- կամուրջներից մի քանիսը շուկայում առկա փոքրիկ փաթեթներով:

Եկեք սկսենք

Քայլ 1: Planրագիրը

Սկզբնական կառուցվածքում ես այնպիսի պայմանավորվածություններ էի ձեռք բերել, որ երբ կծիկն էներգիա է ստանում, այն հակադրվում կամ մղում է մագնիսին հատվածի հետ միասին: Բայց երբ կծիկն անջատվում է էներգիայից, մագնիսը ձգվում է դեպի էլեկտրամագնիսի միջուկը և այդպիսով հատվածը վերադառնում է իր սկզբնական դիրքին: Ակնհայտ է, որ դա չի աշխատի, քանի որ PCB կծիկում միջուկ չկա: Ես իրականում ունեի մեկ կծիկ, որի մեջտեղում միջուկի անցք կար, բայց այն չաշխատեց:

Առանց միջուկի, հատվածը կմնա իր նոր դիրքում, չնայած կծիկն անջատված է էներգիայից: Սեգմենտը իր սկզբնական դիրքին վերադարձնելու համար կծիկի միջոցով հոսանքը պետք է հակադարձվի, որն իր հերթին կշրջի բևեռները և այս անգամ կգրավի մագնիսը:

Քայլ 2. H-Bridge- ի հիմունքները

Պահանջվող հոսանքի հակադարձումը կատարվում է մի սխեմայի միջոցով, որը բաղկացած է 4 անջատիչից, որոնք դասավորված են H մեծատառի տեսքով և, հետևաբար, H-Bridge անվանումը: Սա ամենից հաճախ օգտագործվում է DC շարժիչի պտտման ուղղությունը հակադարձելու համար:

Տիպիկ H- կամուրջի դասավորությունը ցուցադրված է 1-ին նկարում: Բեռը/շարժիչը (կամ մեր դեպքում PCB կծիկը) տեղադրված է երկու ոտքերի միջև, ինչպես ցույց է տրված:

Եթե անջատիչները S1 և S4 փակ են, ապա հոսանքը հոսում է, ինչպես երևում է 3 -րդ նկարում, իսկ երբ անջատիչները S2 և S3 փակվում են, հոսանքը հոսում է հակառակ ուղղությամբ, ինչպես երևում է 4 -րդ նկարում:

Պետք է ուշադրություն դարձնել, որ S1 և S3 կամ S2 և S4 անջատիչները երբեք չփակվեն, ինչպես ցույց է տրված: Դա անելը կհանգեցնի էլեկտրամատակարարման կարճացման և կարող է վնասել անջատիչները:

Ես կառուցեցի այս ճշգրիտ սխեման հացահատիկի վրա ՝ օգտագործելով 4 կոճակ ՝ որպես անջատիչ, իսկ շարժիչը ՝ որպես բեռ: Պտտման ուղղության հակադարձումը հաստատում է, որ հոսանքի ուղղությունը նույնպես շրջվել է: Հիանալի!

Բայց ես չեմ ուզում նստել այնտեղ և ձեռքով սեղմել կոճակները: Ես ուզում եմ, որ միկրոկոնտրոլերն այդ աշխատանքը կատարի ինձ համար: Այս սխեման գործնականում կառուցելու համար մենք կարող ենք օգտագործել MOSFET- ները որպես անջատիչներ:

Քայլ 3. Փոքր H-Bridges

Յուրաքանչյուր հատվածի համար կպահանջվի 4 ՄՈՍՖԵՏ: Ինչպես հավանաբար կարող եք պատկերացնել, կառավարման միացումը 7 հատվածի համար բավականին հսկայական կդառնա, ինչպես նաև մի քանի այլ կոմպլեմենտար բաղադրիչներ, որոնք կշարժեն յուրաքանչյուր MOSFET- ի դարպասը, որն ի վերջո հաղթահարում է էկրանն ավելի փոքր դարձնելու իմ նպատակը:

Ես կարող էի օգտագործել SMD բաղադրիչները, բայց այն դեռ մեծ ու բարդ կլիներ: Շատ ավելի հեշտ կլիներ, եթե գոյություն ունենար հատուկ IC: Ողջույն ասեք PAM8016- ին, IC- ին ՝ բոլոր նախկինում նշված բաղադրիչներով ՝ 1.5 x 1.5 մմ փոքր փաթեթում:

Տվյալների թերթիկում դիտարկելով դրա ֆունկցիոնալ բլոկ-դիագրամը, մենք կարող ենք տեսնել H- կամուրջը, դարպասների վարորդները, ինչպես նաև կարճ միացման պաշտպանությունը և ջերմային անջատումը: Կծիկի միջոցով հոսանքի ուղղությունը կարող է վերահսկվել `չիպին տրամադրելով ընդամենը երկու մուտք: Անուշ!

Բայց կա մեկ խնդիր. Այս փոքրիկը չիպը կպցնելը մղձավանջ կլինի այն անձի համար, ում հոսքի զոդման միակ փորձը մի քանի LED և դիմադրիչներ են: Դա նույնպես երկաթ է օգտագործում: Բայց ես որոշեցի, այնուամենայնիվ, կրակել:

Որպես այլընտրանք, ես գտա DRV8837- ը, որը նույնն է անում, բայց մի փոքր ավելի մեծ է: Մինչ ես շարունակում էի որոնել ավելի հեշտ զոդման այլընտրանքներ LCSC- ում, ես հանդիպեցի FM116B- ին, որը կրկին նույն բանն է, բայց ավելի քիչ էներգիայի հզորությամբ և SOT23 փաթեթում, որը կարող է նույնիսկ ձեռքով զոդվել: Unfortunatelyավոք, ավելի ուշ պարզեցի, որ առաքման հետ կապված խնդիրների պատճառով չեմ կարող պատվիրել այն:

Քայլ 4. Բեկումային տախտակների պատրաստում

Նախքան PCB- ի վերջնական PCB- ում ներդնելը, ես առաջին հերթին փորձեցի ստուգել, թե արդյոք ես ի վիճակի եմ վերահսկել հատվածները ըստ ցանկության: Ինչպես տեսնում եք, IC- ն հացահատիկի համար հարմար չէ, ինչպես նաև իմ զոդման հմտությունները այնքան էլ լավ չեն պղնձե լարերը ուղղակիորեն դրան կպցնելու համար: Ահա թե ինչու ես որոշեցի բեկման տախտակ պատրաստել, քանի որ դրանք շուկայում մատչելի չեն: Բեկումի տախտակը «կոտրում» է IC- ի կապում տպված տպատախտակին, որն ունի իր սեփական կապումներն, որոնք կատարյալ տեղակայված են առանց զոդման տախտակի համար, ինչը թույլ է տալիս հեշտությամբ օգտվել IC- ից:

Տվյալների թերթիկին նայելն օգնում է որոշել, թե որ քորոցները պետք է քանդվեն: Օրինակ, DRV8837- ի դեպքում.

• IC- ն էներգիայի մատակարարման համար ունի երկու կապ, մեկը `բեռի/շարժիչի (VM) և մյուսը` տրամաբանության (VCC): Քանի որ ես երկուսի համար էլ 5V եմ օգտագործելու, ես երկու կապը կկապեմ իրար:
• Հաջորդը nSleep քորոցն է: Դա ակտիվ ցածր քորոց է, այսինքն ՝ այն GND- ին միացնելով, IC- ն կդնի քնի ռեժիմում: Ես ուզում եմ, որ IC- ն անընդհատ ակտիվ լինի, ուստի ես այն մշտապես կմիացնեմ 5 Վ -ի:
• Մուտքներն ունեն ներքին քաշվող դիմադրիչներ: Այսպիսով, կարիք չկա տրամադրել նրանց, ովքեր գտնվում են խորհրդի վրա:
• Տվյալների թերթում ասվում է նաև, որ տեղադրեք 0.1uF շրջանցման կոնդենսատոր VM և VCC կապում:

Հաշվի առնելով վերը նշված կետերը, ես նախագծեցի KiCad- ի IC- ների բեկման տախտակ և ուղարկեցի Gerber- ի ֆայլերը JLCPCB- ին ՝ PCB և Stencil կեղծման համար: Կտտացրեք այստեղ ՝ Gerber ֆայլերը ներբեռնելու համար:

Քայլ 5: հատվածի վերահսկում

Երբ JLCPCB- ից ստացա իմ PCB- ները և շաբլոնը, ես հավաքեցի տախտակը: Սա առաջին անգամն էր, որ օգտագործում էի տրաֆարետ և կպցնում փոքրիկ IC- ներ: Մատներս խաչած Usedոդման մածուկը վերաթափելու համար ես որպես կտոր օգտագործել եմ երկաթե կտոր:

Բայց անկախ նրանից, թե որքան եմ փորձել, PAM8016- ի տակ միշտ եղել է մեկ կամուրջ կամուրջ: Բարեբախտաբար, DRV8837- ը հաջողություն ունեցավ առաջին փորձից:

Հաջորդը ստուգելն է, թե արդյոք ես ունակ եմ վերահսկել հատվածը: Ըստ DRV8837- ի տվյալների թերթիկի, ես պետք է տրամադրեմ HIGH կամ LOW IN1 և IN2 կապումներին: Երբ IN1 = 1 & IN2 = 0, հոսանքը հոսում է մեկ ուղղությամբ, և երբ IN1 = 0 & IN2 = 1, հոսանքը հոսում է հակառակ ուղղությամբ: Աշխատում է!

Վերոնշյալ կարգավորումը պահանջում է երկու մուտք միկրոկառավարիչից և 14 մուտք `ամբողջական ցուցադրման համար: Քանի որ երկու մուտքերը միշտ լրացվում են միմյանցով, այսինքն, եթե IN1- ը ԲԱՐՁՐ է, ապա IN2- ը OWԱOWՐ է և հակառակը, երկու առանձին մուտքեր տալու փոխարեն, մենք կարող ենք ուղիղ ազդանշան ուղարկել (1 կամ 0) մեկ մուտքին, մինչդեռ մյուս մուտքը տրվում է այն բանից հետո, երբ այն անցնում է NOT դարպասով, որը շրջում է այն: Այս կերպ, մենք կարող ենք վերահսկել հատվածը/կծիկը `օգտագործելով միայն մեկ մուտք, որը նույնն է, ինչ սովորական 7 հատվածի էկրանը: Եվ ստացվեց այնպես, ինչպես սպասվում էր:

Քայլ 6: Ի՞նչ է հաջորդը:

Այսպիսով, դա առայժմ! Հաջորդ և վերջին քայլը կլինի 7 ոլորուն և H-Bridge վարորդների (DRV8837) համատեղումը մեկ PCB- ի վրա: Ուրեմն հետևե՛ք դրան: Թույլ տվեք իմանալ ձեր մտքերը և առաջարկությունները ստորև բերված մեկնաբանություններում:

Շնորհակալ եմ մինչև վերջ հավատարիմ մնալու համար: Հուսով եմ, որ բոլորդ սիրում եք այս նախագիծը և այսօր ինչ -որ նոր բան սովորեցիք: Բաժանորդագրվեք իմ YouTube ալիքին ավելի շատ նման նախագծերի համար: