DIY High Current Motor Driver (h-bridge) ՝ 5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Powerրագիրն այս Power Wheels մանկական քառանիվ հեծանիվների շարժիչների և էլեկտրոնիկայի արդիականացումն է: Հիասթափված այս 12 Վ մինի քառաքարի կատարմամբ: մենք պլանավորում էինք կատարելագործել 24 վ համակարգ ՝ 2 նոր traxxis 775 շարժիչով շարժիչներով, առևտրային առևտրով երթևեկող վարորդների տախտակները հետազոտելուց հետո և պարզելով, որ դրանցից շատերը կամ ինչ -որ չափով անշշուկ էին (տես ներառված համեմատության լուսանկարը), կամ բավականին թանկ, ես որոշեցի նախագծել Arduino- ի վրա հիմնված պարզ լուծում

Նվազագույնը 24 Վ

երկկողմանի շարժիչի հսկողություն

PWM հսկողություն

լայնածավալ բարձր հոսանքի ունակ (100AMP)

նվազագույն բաղադրիչներ

Տրամաբանության համար 5 վ քայլ

մարտկոցի լարման զգացում

adruino nano վերահսկիչ

մուտք դեպի մուտքեր հատուկ օգտագործման համար (շնչափող [ներառյալ վերևի և ներքևի հարդարում], ուղղություն, միացում, 1 լրացուցիչ)

ելքերի համար չօգտագործված կապերի հասանելիություն (դուրս է բերվել)

ակնհայտ լուծումը Mosfet- ի վրա հիմնված H-Bridge սխեմայի օգտագործումն է

Ես ձեզ ցույց կտամ, թե ինչպես եմ ես նախագծել և կառուցել իմ բարձր ընթացիկ H-Bridge վարորդը

Քայլ 1: Գտեք H-bridge Driver IC

H-bridge վարորդի IC- ն Arduino- ի և MOSFET- ի ելքերի միջև չիպ է: այս IC- ն Arduino- ից վերցնում է HIGH/LOW ազդանշաններ և թողնում է նույն ուժեղացված ազդանշանը MOSFET դարպասները քշելու համար, մասնավորապես դրա ամենակարևոր գործառույթն է բարձրացնել VCC- ից բարձր մարտկոցների լարումը (մարտկոց + մուտքագրում), ինչը թույլ է տալիս օգտագործել բոլորը N-MOSFET- երի որոշ վարորդներ ունեն նաև հատուկ միացում ՝ կրակոցները կանխելու համար (երբ 2 ֆետ կապում ուղիղ կարճ միացում ստեղծում է գետնին ՝ ոչնչացնելով ընտանի կենդանիները): այնպես որ ես պահանջում եմ միայն 1 IC)-ներկառուցված բարձր կողային լիցքավորման պոմպ-պահանջում է ընդամենը 7 լրացուցիչ բաղադրիչ (ներառյալ պաշտպանական միացումը)-աշխատում է 5.5-60 Վ մուտքով (վոլտից ցածր և ավելի բարձր արգելափակումով) -1 ամպ պիկային ընթացիկ հոսանք

բացասական ՝ //nz.mouser.com/datasheet/2/302/MC33883-1126…

հաշվի առնելով այս չիպը, մենք այժմ կարող ենք նախագծել մեր շրջանը դրա շուրջ

Քայլ 2: Շղթայի ձևավորում

մենք կօգտագործենք առցանց գործիքը EASYEDA (easyeda.com) ՝ սխեման նախագծելու համար (կապված չէ, բայց գործիքը լավ է աշխատում և հեշտությամբ պատվիրում է PCB JLCPCB.com- ով) պաշտպանական սխեմա) մենք պատճենելու ենք այս սխեման, քանի որ կարիք չունենք անիվը այստեղ նորից հայտնագործելու, պարզապես օգտագործեք առաջարկվող դասավորությունը և առաջարկվող կոնդենսատորի արժեքները, մենք կավելացնենք 18 վ զեներային դիոդներ և կոնդենսատորներ, որոնք կփակեն դարպասի աղբյուրի լարումը տիպիկ MOSFET 20v- ից ցածր: առավելագույն Vgs

Մի տարբերություն, որը մենք կավելացնենք սխեմայի մեջ, կամընտիր զուգահեռ MOSFET- ներն են `ընթացիկ հնարավորությունները բարձրացնելու համար: Դա անելու համար մենք պարզապես պետք է ապահովենք, որ յուրաքանչյուր FET- ի դարպասի վրա ունենք ռեզիստոր: զուգահեռ FET- երով այս դիմադրությունը օգնում է հավասարակշռել զուգահեռ զույգի բեռը և անջատիչ բնութագրերը (ավելի շատ հետազոտեք բարձր բեռնվածության համար ՝ խնդիրներից խուսափելու համար)

Որոշումներ կայացվելիք..մաքս լարում? Ես աշխատում եմ 24 վ, այնպես որ կարող եմ միացնել իմ mc33883 չիպի VCC- ն և VCC2- ը (vcc2- ի սահմանը 28v է, բայց ես կարող եմ ունենալ առանձին մատակարարում և ունենալ առավելագույն VCC լարման 60v) Ինչպե՞ս սնուցել Arduino- ն: Ես գնացի մի փոքր 5v 500mA անջատիչ կարգավորիչով, որը նախապես կառուցված է PCB- ի վրա 3 կապով, որը գործում է 6.5-36v կատարյալ միջակայքում: https://nz.mouser.com/ProductDetail/490-VXO7805-50… ավելացնել բևեռայնության պաշտպանության դիոդ, մուտքային և ելքային կոնդենսատորներ: կատարած.

Ես ուզում եմ, որ կարողանամ ստանալ մարտկոցի լարումը և անջատել այն, երբ այն ցածր է, այնպես որ լարման բաժանարարը սահմանափակում է լարումը իմ Arduino կապում: 8 դիմադրիչի բարձիկ 2 նմանակված և 4 սերիայի նման loos +== | ==- սա պետք է նշանակի, որ ես կարող եմ հեշտությամբ այլ կերպ կարգավորել այն ՝ առանց հատուկ արժեքների: Պարզեք, թե ինչ ելքեր են մեզ անհրաժեշտ Arduino- ից մինչև վարորդ, որին անհրաժեշտ է 2 PWM բարձր կողքի FET- երի համար: և 2 թվային (կամ pwm) ցածր կողմի FET- ների համար, և մեզ անհրաժեշտ է նաև վարորդի համար միացման 1 գիծ, որի կարիքը կարող եք ունենալ ինչ -որ NAND դարպասի տրամաբանությամբ (և գուցե ուշացումով) `պաշտպանության միջոցով պաշտպանելու միջոցով:

Ես ընտրեցի բոլոր անալոգային մուտքերը օգտագործել շնչափողի, միացնելու, ուղղելու և կտրելու համար `հիմնականում ապահովելու համար, որ դրանք մատչելի և ճեղքված լինեն, բոլորն ունեն բարձիկներ` ձգվող դիմադրիչների համար և հասանելի են 5 վ պին, իսկ մուտքերն աշխատում են որպես ակտիվ բարձրության դեպքում: (եթե հնարավոր է գծը ակտիվ էր ցածր և շնչափողը խրված էր, եթե 5 վ լարը կոտրված լիներ, շարժիչները շարունակաբար կաշխատեին)

Ներառեցի LED մարտկոցի ցուցիչի 5 պին +գրունտային ելքային վերնագիր/ մուտք դեպի կապում (մնացած թվային կապում) ներառված է նաև վերջին մնացած PWM քորոցի վերնագիրը (նշում PWM- ի վերաբերյալ, որը ես ընտրեցի դնել բարձր կողքեր, ցածր կողմերի կեռիկներ և PWM- ն յուրաքանչյուրը թողարկում է Arduino- ի ժամանակաչափի առանձին ալիքներով, ինչը պետք է ինձ հնարավորություն տա այլ կերպ խաղալ ժամաչափերի հետ և այլն և այլն):

Քայլ 3: Բաղադրիչի ընտրություն

Այս տախտակի համար ես որոշեցի գնալ հիմնականում մակերևույթի վրա ամրացնող smd- ի զոդման բաղադրիչները, եթե դուք խելամտորեն ընտրեք ձեր սարքերը: Ռեզիստորների և կոնդենսատորների չափերի բաղադրամասերը բավականին պարզ են ՝ առանց մանրադիտակի օգնության, և բեռնաթափման համար անհրաժեշտ են միայն պինցետներ:.

ոմանք ասում են, որ 0603 -ը շատ վատ չէ, բայց այն սկսում է սահմանը հատել:

ապակե զեններ Ես մի փոքր բարդ գտա մանևրելու համար

Բաղադրիչների ցուցակը հոսանքից վարորդին մինչև թվային (այն, ինչ ես օգտագործել եմ)

8x TO220 N-ch mosfets 60V 80A IPP057N06N3 G4x 1N5401-G ընդհանուր նշանակության հզորության դիոդ 100v 3A (200A գագաթ) (դրանք սխալ են, ես պետք է օգտագործեի Schottky դիոդներ, տեսեք, թե ինչպես են նրանք գնում) 8x 0805 50ohm resistor2x 0805 10ohm resistor2x 0805 10nF 50V (պաշտպանության միացում)

2x 18v zener diode 0.5W ZMM5248B (պաշտպանական միացում) 1x nxp MC33883 H-bridge gate վարորդ 1x 0805 33nF 50V կերամիկական կոնդենսատոր (վարորդի համար)

2x 0805 470nF 50V կերամիկական կոնդենսատոր (վարորդի համար)

1x ընդհանուր անցքերի բևեռայնության պաշտպանության դիոդ (արդեն այն ունեի) 1x 3 պին DC/DC փոխարկիչ առավելագույնը 36 վին 5 վ ելքից VXO7805-500

3x smd 10uF 50V 5x5.3 մմ էլեկտրոլիտային կոնդենսատոր 3x 0805 1uF 50V կերամիկական կոնդենսատոր (5 վ տրամաբանական սխեմաներ)

9x 0805 10k դիմադրություն (քաշի իջեցում և լարման բաժանարար ՝ կազմված է 15k) 4x 0803 3k դիմադրություն (կազմաձևված շարքեր ՝ զուգահեռ 3k.. ես գիտեմ թափոն) 2x 10k անցքով հարմարվողական պոտենցիաչափեր պոտենցիոմետր և այլն

Ես պատվիրեցի իմ մասերը mouser.com- ից և մասերի մեծ մասը պատվիրեցի 10 -ով և մի քանի այլ մասեր ավելացրեցի ընդհանուր առմամբ 60 Nz $ ՝ Նոր alandելանդիա անվճար առաքում ստանալու համար (խնայողություն ~ nz $ 30)

Շինարարության ընդհանուր բաղադրիչի արժեքը ՝ մոտ 23 ԱՄՆ դոլար +(այն, ինչից դուք լրացուցիչ գնում եք ՝ ավելի լավ գործարք ձեռք բերելու համար) +հատ

Քայլ 4: PCB նախագծում

Այժմ մենք ընտրել ենք բաղադրիչները և հուսով ենք, որ դրանք կունենանք ճանապարհին: Մենք կարող ենք սխեմատիկորեն հաստատել բաղադրիչների փաթեթները և սկսել մեր տախտակի դասավորությունը: Փորձեք youtube- ը դրա համար: այն, ինչ ես կարող եմ անել, այս տախտակի վրա մատնանշել իմ սխալներն են

Ես տեղադրեցի իմ mosfets- ը հորիզոնական: Ես նախագծեցի իմ H- կամուրջը `աշխատելու իմ պլանավորված տաքացուցիչի լուծույթի հետ, և արդյունքում, ես ունեմ հոսանքի հետքեր, որոնք զգալիորեն ավելի նեղ են, քան ես կցանկանայի: Ես փոխհատուցեցի `կրկնապատկելով հետքերը տախտակի ներքևի մասում և հանելով զոդման դիմակը, դրանով կարող եմ ավելացնել զոդ` ընթացիկ բեռնաթափման հզորության միացումներն ավելացնելու համար: Ես որոշեցի օգտագործել մեծ 10x10 մմ բարձիկներ `մալուխները զոդելու համար +v -v շարժիչով և motorB միացումներով, այլ ոչ թե պտուտակավոր տերմինալներով և այլն (գիտակցում եմ, որ մեխանիկական լարվածության թեթևացման կարիք կունենամ), սակայն իմ մեծ տաքացուցիչների պատճառով դժվար կլինի մալուխները կպցնել այս բարձիկները: կյանքը ավելի հեշտ կլիներ, եթե ես տեղադրեի տախտակի հակառակ կողմի այս բարձիկները ջեռուցիչներին

Ես պետք է մեծացնեի մուտքի անցքերի ազատ անիվների դիոդների չափը: Արդյունքում, դրանք այժմ տեղադրված են մակերեսին (ուշադրություն դարձրեք ձեր փաթեթի չափերին

փոխեք ձեր դիզայնը Gerber ֆայլի և ուղարկեք այն ձեր նախընտրած PCB պատրաստողին: Ես կարող եմ խորհուրդ տալ JLCPCB- ին, որ նրանք լավ աշխատանք կատարեցին ինձ համար և ողջամիտ գներով

Քայլ 5. Հավաքեք և փորձարկեք խորհուրդը:

Այժմ դուք ունեք ձեր պահեստամասերն ու PCB- ները, և ժամանակն է դրանք հավաքել և վաճառել գուցե մեկ ժամ կամ 2

նախ, ստուգեք, թե արդյոք ունեք բոլոր մասերը, և որ ձեր PCB- ն լավ վիճակում է, հավաքեք ձեր գործիքները: հիմնականը ձեզ հարկավոր կլինի եռակցման արդուկներ և եռակցման տափակաբերան աքցան

Ինչպես ասացի, 0805 մասերը այնքան էլ դժվար չէ սկսել ամենափոքր բաղադրիչներից ՝ առաջին դիմադրություններ, կափարիչներ, դիոդեն, այնուհետև IC- ն տեղադրեք Arduino- ն կամ ուղղակիորեն, կամ վերնագրերով տեղադրեք վերնագրերը

ՍՏԱԵՔ ՏՈARDՐԸ ԿԱՐORT ՇՐIRԱՆՆԵՐԻ ՀԱՄԱՐ

այժմ տեղադրեք թարթման ուրվագիծը Arduino- ին և անջատեք USB- ը և միացրեք մարտկոցը մարտկոցից կամ սնուցման աղբյուրից `կարգավորիչի հատվածը ճիշտ աշխատելու համար

ՍՏԱԵՔ ՏՈARDՐԸ ԿԱՐORT ՇՐIRԱՆՆԵՐԻ ՀԱՄԱՐ

Վերբեռնեք վարորդական ծրագրակազմ և սնուցեք տախտակը ընթացիկ սահմանափակ մատակարարումից, ասեք 100 մԱ պետք է լինի շատ մենք ցանկանում ենք ապահովել H կամուրջը բոլոր նահանգներում `ապահովելու համար, որ կրակոցների դեպք չկա: եթե կա մատակարարման անմիջապես ընթացիկ սահմանափակում և տախտակ ցածր լարման պատճառով ամենայն հավանականությամբ կանջատվի

ձեր տախտակն այժմ պատրաստ է շարժիչ վարել կամ 2