נהג מנוע MOSET DRIVEN: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

נהגי מנוע

• נהגי מנועים הם חלק הכרחי מעולם הרובוטיקה מכיוון שרוב הרובוטים דורשים מנועים לעבוד ולהפעיל את המנועים ביעילות נהגי המנוע באים לשחק.
• הם מגבר זרם קטן; תפקידם של נהגי המנוע הוא לקחת אות שליטה בזרם נמוך ולאחר מכן להפוך אותו לאות בעל זרם גבוה יותר שיכול להניע מנוע.
• אות שליטה בזרם נמוך מגיע ממקרו-בקר (Arduino Uno במקרה שלי) שיכול לתת פלט בטווח של 0-5V במקסימום 40mA אשר לאחר מכן מעובד על ידי נהג המנוע כדי לתת תפוקת זרם גבוהה יותר כלומר 12-24V ב 2- 4 א.
• נהגי מנוע בדרך כלל כוללים שני חלקים

1. מעגל מתורגנים של Puls Width Modulation (PWM) לשליטה על מהירות המנוע בהתאם לכניסת PWM הקלט המשתנה מהנהג המנוע.
2. מעגל בקרת כיוון לשליטה בכיוון המנוע.

שלב 1: מעגל פרשני PWM

רכיבים נדרשים

1. IRF250N MOSFET
2. מגן 10K OHM
3. דיודה 2A*2
4. סוללה 12V

IRF 250N הוא MOSFET ברמה לוגית הממיר קלט 0-5 V בשער ל- 0-Vmax המקביל (של הסוללה המחוברת).

הנגד 10K OHM הוא נגד נפתח המחזיק את האות ההגיוני קרוב לאפס וולט כאשר לא מחובר התקן פעיל אחר.

הדיודות משמשות כדיודת flyback. דיודת flyback (נקראת לפעמים דיודה חופשית) היא דיודה המשמשת לסילוק flyback, שהיא שיא המתח הפתאומי הנראה על פני עומס אינדוקטיבי כאשר זרם האספקה שלה מצטמצם או מופרע לפתע.

הערה- מכיוון שמשתמשים בסוללה חיצונית, היא חייבת להיות מקורקע משותפת עם הבקר. זה נעשה על ידי חיבור הטרמינל השלילי של הסוללה ל- GND של המיקרו -בקר.

שלב 2: מעגל בקרת כיוון

רכיבים נדרשים

1. 8 ממסר PIN (58-12-2CE OEN)
2. IRF250N MOSFET
3. מגן 10K OHM*3
4. 3 מ"מ LED *2

ה- MOSFET המשמש במעגל זה זהה למעגל הקודם כלומר IRF250N אבל במקום לתת PWM בשער אנחנו רק נותנים אנלוגי גבוה ונמוך כי אנחנו רק צריכים להפעיל ולכבות את הממסר.

הממסר פועל על 12V אך אנלוגי גבוה המתקבל מארדואינו הוא מקסימום 5V ולכן השתמשנו ב- MOSFET כמתג כאן.

הממסר המשמש (58-12-2CE OEN) הוא אחד עם 8 פינים.

• 2 הפינים הראשונים הם אנרגטי סלילים כלומר כאשר הם מופעלים הם מעבירים את הקישוריות של Common מ- Connected Normally (NC) ל- Normally Open (NO).
• Common מקבל קלט למסירתו ליציאה (מנוע).
• NC מקבל חשמל מ- Common כאשר הסליל אינו מופעל ו- NO מנותק.
• כאשר הסליל מופעל, NO מקבל חשמל מ- Common ו- NC מנותק.

אנו חוצים בין NO ל- NC שיספקו לנו את השינוי בקוטביות

שני נוריות מחוברות במקביל לפלט יחד עם התנגדות 10K אוהם הן בקוטביות ההפוכה. הם יפעלו כמודיעי כיוון כפי שיזהרו כאשר הזרם זורם לכיוון אחד וסגן -וורס.

שלב 3: המיקרו -בקר

לבקר המיקרו יש 2 אותות להעביר

1. PWM לשינוי מהירות המנוע.
2. אנלוגי גבוה ונמוך לשינוי כיוון המנוע.

הקוד מסופק בצירוף

הפלט מ- PWM PIN 3 מחובר לשער מעגל המתורגמן של PWM.

הפלט מ- PIN 11 מחובר למעגל שער הממסר.

הערה - אם שני המעגלים משתמשים באותו מקור חשמל אז רק כל אחד מהם דורש להיות מקורקע משותף; אם נעשה שימוש בשני מקור חשמל, שני המעגלים צריכים להיות מקורקע משותף

קלט =

0 ו -1 לכיוון

0-255 למהירות; 0 לעצור ו 255 למהירות מרבית.

פורמט =

מֶרחָב

לדוגמה: 1 255

0 50

חשוב לשים לב שמעגל פרשני PWM מספיק בעצמו אם המשתמש רק רוצה לשנות את מהירות המנוע או להדליק ולכבות אותו מבלי לשנות את כיוונו

שלב 4: אינטגרציה של המערכת

לאחר ייצור כל רכיבי הנהג המנוע הגיע הזמן לשלב את שלושתם, כלומר מתורגמן PWM, מעגל ממסר עם המיקרו -בקר.

• הפלט של מתורגמן PWM מחובר למשותף של הממסר.
• שני המעגלים מחוברים לסוללה באמצעות PowerBoard. PowerBoard הוא מעגל בטיחות הכולל קבלים (המשמשים לסינון הקלט), דיודה (לבדיקת קוטביות הסוללה) ונתיך (להגבלת הזרם) להגנה על המעגל בתנאים קיצוניים.

אין צורך ב- PowerBoard כאשר המנוע אינו נטול אך בעת שימוש במנהג המנוע ברובוט מומלץ להשתמש בו.

• חבר את שער במעגל המתורגמן של PWM לסיכה 3 של PWM
• חבר את מעגל שער הממסר לפין 11.

שלב 5: פיתוח

• בתחילה השתמשתי בטרנזיסטור כדי להחליף את הממסר אך הוא לא הצליח להתמודד עם הזרם הזורם דרכו ולכן נאלצתי לעבור ל- MOSFET.
• השתמשתי בקבל בין המקור לשער ה- MOSFET כדי להבטיח שום זרם ביניהם אך מאוחר יותר הבנתי שאין צורך בכך.