H-Bridge על לוח קרש: 8 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:18

H-Bridge הוא מעגל שיכול להניע מנוע קדימה ואחורה. זה יכול להיות מעגל פשוט מאוד שדורש רק קומץ רכיבים כדי לבנות. מדריך זה מדגים כיצד ניתן ללוח על גשר H בסיסי. עם סיום אתה צריך להכיר את הפעולה הבסיסית של H-Bridge ולהיות מוכן לעבור לגרסאות מסובכות יותר שיכולות לתמוך במנועים גדולים וחזקים יותר.

שלב 1: איסוף החלקים

דרושים רק קומץ חלקים.1) לוח לחם 2) מנוע DC קטן המסוגל לפעול ב ~ 7 וולט 3) סוללה 9 וולט וסוללה 4) ארבעה טרנזיסטורים קטנים של NPN. אנו משתמשים כאן ב- 2N2222A. 2N3904 הוא מספר חלק נפוץ אחר ואלפי אחרים יעשו.5) ארבעה כונני 22 קילו -אוהם 6) שני מתגי לחיצה 7) מגשרים או חוט חילוף כדי לחבר הכל.

שלב 2: תיאוריית H-Bridge

H-Bridge הוא מעגל שיכול להניע מנוע DC קדימה ואחורה. כיוון המנוע משתנה על ידי החלפת קוטביות המתח על מנת להפוך את המנוע לכאן או לכאן. ניתן להדגים זאת בקלות באמצעות החלת סוללה של 9 וולט על מוליכי המנוע הקטן ולאחר מכן החלפת המסופים לשינוי כיוון. ל- H-Bridge ניתן את שמו על בסיס המעגל הבסיסי שמדגים את פעולתו. המעגל מורכב מארבעה מתגים שמשלימים את המעגל כאשר הוא מיושם בזוגות. כאשר מתגים S1 ו- S4 סגורים המנוע מקבל חשמל ומסתובב. כאשר S2 ו- S3 סגורים המנוע מקבל כוח ומסתובב בכיוון השני. שים לב שלעולם אסור לסגור את S1 ו- S2 או S3 ו- S4 יחד על מנת להימנע מקצר חשמלי. ברור שהמתגים הפיזיים אינם מעשיים מכיוון שאף אחד לא יושב שם ומפנה מתגים בזוגות כדי לגרום לרובוט שלהם לנוע קדימה או לאחור. זה המקום בו נכנסים הטרנזיסטורים. טרנזיסטור פועל כמתג מצב מוצק שנסגר כאשר זרם קטן מופעל על בסיסו. מכיוון שנדרש רק זרם קטן להפעלת טרנזיסטור אנו מסוגלים להשלים מחצית מהמעגל באות יחיד. די בתיאוריה כדי להתחיל, בואו נתחיל לבנות.

שלב 3: הפעלת ה- H-Bridge

נתחיל בפריסת קווי החשמל. חבר את הצמד הסוללה לפינה אחת של אוטובוס החשמל. האמנה היא לחבר את המתח החיובי לשורה העליונה ואת השלילי לשורה התחתונה כדי לציין את האותות HIGH ו- LOW בהתאמה. לאחר מכן אנו מחברים את הסטים העליונים והתחתונים של אוטובוסי הכוח.

שלב 4: הטרנזיסטור כמתג

השלב הבא הוא הגדרת הטרנזיסטורים. נזכיר בסעיף התיאוריה כי אנו זקוקים לארבעה מתגים לבניית גשר H, לכן נשתמש כאן בכל ארבעת הטרנזיסטורים. אנו מוגבלים גם לפריסה של לוח לחם, כך שהמעגל בפועל לא יהיה דומה לאות H. בואו נסתכל במהירות על טרנזיסטור כדי להבין את הזרימה הנוכחית. יש שלוש רגליים על כל טרנזיסטור המכונה אספן, בסיס ופולט. לא כל הטרנזיסטורים חולקים את אותו הסדר, לכן הקפד להתייעץ עם גיליון נתונים אם אינך משתמש באחד ממספרי החלקים המוזכרים בשלב הראשון. כאשר מוחל זרם קטן על הבסיס, זרם גדול יותר מותר לזרום מאספן אל פולט. זה חשוב אז אני אגיד את זה שוב. טרנזיסטור מאפשר לזרם קטן לשלוט בזרם גדול יותר. במקרה זה יש תמיד לחבר את הפולט לאדמה. שים לב כי הזרם הנוכחי מיוצג על ידי חץ קטן באיור שלהלן.

שלב 5: החלפת קוטביות

עכשיו אנחנו הולכים ליישר את הטרנזיסטורים בחצי התחתון של לוח הלחם, ולהפוך את הכיוון לכל טרנזיסטור אחר. כל זוג טרנזיסטורים סמוכים ישמשו מחצית מגשר ה- H. צריך להשאיר מקום מספיק באמצע על מנת להתאים לכמה מגשרים ולבסוף את מוליכי המנוע. לאחר מכן נחבר את האספן והפולט של הטרנזיסטורים לאוטובוסי הכוח החיוביים והשליליים בהתאמה. לבסוף נוסיף את המגשרים אשר יתחברו להובלות המנוע. הטרנזיסטורים מוכנים כעת להעביר זרם כאשר הבסיס מופעל.

שלב 6: החלת אות

עלינו להפעיל זרם קטן על כל אחד מהטרנזיסטורים בזוגות. ראשית עלינו לחבר נגד לבסיס של כל טרנזיסטור. לאחר מכן נחבר כל קבוצת נגדים לנקודה משותפת לקראת חיבור מתג. לאחר מכן נוסיף את שני המתגים המתחברים גם לאוטובוס החיובי. מתגים אלה יפעילו בכל פעם מחצית מגשר ה- H ולבסוף נחבר את המנוע. זהו זה. חבר את הסוללה ובדוק את המעגל שלך. המנוע צריך לסובב כיוון אחד כאשר לוחצים על כפתור אחד ובכיוון ההפוך כאשר הכפתור השני נלחץ. אין להפעיל את שני הלחצנים בו זמנית.

שלב 7: קבלת תמונה ברורה

להלן תרשים של המעגל השלם למקרה שתרצה לשמור אותו לעיון. הגרפיקה המקורית באדיבות Oomlout.

שלב 8: עוד כוח לך

אוקיי, אז יש לך H-Bridge חדש ומבריק על קרש לחם. עכשיו מה? הדבר החשוב הוא שתבינו כיצד פועל H-Bridge בסיסי וכי הדברים החיוניים זהים לא משנה כמה כוח אתם דוחפים. להלן מספר טיפים לקחת את זה צעד קדימה על מנת לתמוך במנועים גדולים יותר והספק רב יותר. - אתה יכול להשתמש באפנון רוחב הדופק (PWM) במקום שני המתגים כדי לשלוט על מהירות המנוע. זה קל כשעומד לרשותך מיקרו -בקר וניתן לבצע אותו גם עם טיימר 555 או 556 טיימר וכמה פסיבים בלי יותר מדי בעיות. - המפתח לתמיכה במנועים בעלי הספק גבוה יותר הוא טרנזיסטורים בעלי הספק גבוה יותר. טרנזיסטורים בעלי הספק בינוני ו- MOSFETs Power במקרים מסוג TO-220 יכולים להתמודד עם הספק משמעותי בהרבה מהטרנזיסטורים TO-92 בעלי הספק נמוך שבהם אנו משתמשים כאן. כיורי קירור מתאימים גם יגדילו את הקיבולת. - רוב H-Bridges בנויים באמצעות טרנזיסטורים NPN ו- PNP כאחד על מנת למנוע קצר חשמלי ולייעל את זרימת הזרם. השתמשנו כאן רק ב- NPN כדי לפשט את המעגל. - דיודות Flyback משמשות בדרך כלל בגשרים H בעלי הספק גבוה יותר כדי להגן על שאר המעגלים מפני מתחים מסוכנים המיוצרים על ידי סלילי המנוע כאשר החשמל מנותק. דיודות אלה מוחלות על פני הטרנזיסטור בכיוון זרימת הזרם ומתנגדות למתחי הגב המזיקים של EMF. - TIP 102 ו- TIP 107 הם זוג טרנזיסטורים כוח משלימים שבנו דיודות flyback. TIP 122/127 ו- 142/147 הם זוגות דומים של טרנזיסטורים חשמליים. זה אמור להספיק כדי להכניס אותך לכיוון הנכון אם אתה רוצה להמשיך.