Схема двигателя постоянного тока УПРАВЛЕНИЕ СКОРОСТЬЮ, прежде всего, на основе 555 IC ШИМ (широтно - импульсной модуляции) схема, разработанная, чтобы получить переменное напряжение на постоянном напряжении. Здесь объясняется метод ШИМ. Рассмотрим простую схему, показанную на рисунке ниже.
Если кнопка нажата, если фигура, то мотор начнет вращаться и будет двигаться до тех пор, пока кнопка не будет нажата. Это нажатие является непрерывным и изображено на первой волне рисунка. Если, например, предположить, что кнопка нажимается на 8 мс и открывается на 2 мс в течение цикла 10 мс, в этом случае двигатель не будет испытывать полное напряжение батареи 9 В, поскольку кнопка нажата только 8 мс, поэтому среднеквадратичное напряжение на клеммах мотор будет около 7В. Из-за этого пониженного среднеквадратичного напряжения двигатель будет вращаться, но с пониженной скоростью. Теперь среднее время включения за период 10 мс = время включения / (время включения + время выключения), это называется рабочим циклом и составляет 80% (8 / (8 + 2)).
Во втором и третьем случаях кнопка нажимается еще меньше времени по сравнению с первым случаем. Из-за этого действующее значение напряжения на клеммах двигателя еще больше снижается. Из-за этого пониженного напряжения скорость двигателя еще больше снижается. Это снижение скорости при непрерывном рабочем цикле происходит до момента, когда напряжение на клеммах двигателя не будет достаточным для вращения двигателя.
Таким образом, мы можем заключить, что ШИМ может использоваться для изменения скорости двигателя.
Прежде чем идти дальше, нам нужно обсудить H-BRIDGE. Теперь эта схема выполняет в основном две функции: первая - управлять двигателем постоянного тока с помощью управляющих сигналов малой мощности, а вторая - изменять направление вращения двигателя постоянного тока.
Рисунок 1
фигура 2
Рисунок 3
Все мы знаем, что для двигателя постоянного тока, чтобы изменить направление вращения, нам нужно изменить полярность напряжения питания двигателя. Поэтому для изменения полярности мы используем H-мост. Теперь на рисунке 1 выше у нас есть четыре переключателя. Как показано на рисунке 2, для вращения двигателя A1 и A2 замкнуты. Из-за этого ток течет через двигатель справа налево, как показано во 2- й части рисунка 3. А пока рассмотрим, как двигатель вращается по часовой стрелке. Теперь, если переключатели A1 и A2 разомкнуты, B1 и B2 замкнуты. Ток через двигатель течет слева направо, как показано на 1- м шаге.часть рисунка 3. Это направление тока противоположно первому, поэтому мы видим потенциал на клеммах двигателя, противоположный первому, поэтому двигатель вращается против часовой стрелки. Так работает H-BRIDGE. Однако двигатели малой мощности могут приводиться в движение H-BRIDGE IC L293D.
L293D - это ИС H-BRIDGE, предназначенная для управления двигателями постоянного тока малой мощности и показанная на рисунке. Эта ИС состоит из двух h-мостов и поэтому может управлять двумя двигателями постоянного тока. Таким образом, эту ИС можно использовать для управления двигателями робота по сигналам микроконтроллера.
Как обсуждалось ранее, эта ИС имеет возможность изменять направление вращения двигателя постоянного тока. Это достигается за счет управления уровнями напряжения на INPUT1 и INPUT2.
|
Включить пин |
Входной контакт 1 |
Входной контакт 2 |
Направление двигателя |
|
Высоко |
Низкий |
Высоко |
Поверни направо |
|
Высоко |
Высоко |
Низкий |
Повернуть налево |
|
Высоко |
Низкий |
Низкий |
Стоп |
|
Высоко |
Высоко |
Высоко |
Стоп |
Как показано на рисунке выше, для вращения по часовой стрелке 2А должно быть высоким, а 1А - низким. Точно так же против часовой стрелки 1A должно быть высоким, а 2A должно быть низким.
Компоненты схемы
- + Источник питания 9в
- Малый двигатель постоянного тока
- 555 Таймер IC
- Резисторы 1K, 100R
- L293D IC
- 100K -220K пресет или потенциометр
- IN4148 или IN4047 x 2
- Конденсатор 10 нФ или 22 нФ
- Переключатель
Принципиальная электрическая схема
Схема подключена на макетной плате в соответствии со схемой управления скоростью двигателя постоянного тока, показанной выше. Горшок здесь используется для регулировки скорости двигателя. Переключатель предназначен для изменения направления вращения двигателя. Конденсатор здесь не должен быть фиксированной емкости; пользователь может поэкспериментировать с ним, чтобы найти правильный.
За работой
При подаче питания 555 TIMER генерирует сигнал ШИМ с коэффициентом заполнения на основе коэффициента сопротивления потенциометра. Из-за пары потенциометра и диода здесь конденсатор (который запускает выход) должен заряжаться и разряжаться через другой набор сопротивлений, и из-за этого конденсатору требуется другое время для зарядки и разрядки. Поскольку выходной сигнал будет высоким, когда конденсатор заряжается, и низким, когда конденсатор разряжается, мы получаем разницу в времени высокого и низкого выходного сигнала и, следовательно, ШИМ.
Этот ШИМ таймера подается на сигнальный вывод h-моста L239D для управления двигателем постоянного тока. С изменением коэффициента ШИМ мы получаем переменное среднеквадратичное напряжение на клеммах и, следовательно, скорость. Для изменения направления вращения ко второму сигнальному выводу подключается ШИМ таймера.