Komplett Motor guide för Robotics (5 / 12 steg)

Steg 5: H Bridge

En H bro är en elektronisk krets som gör att en spänning tillämpas över en belastning i endera riktningen. Dessa kretsar används ofta i robotteknik och andra program för att tillåta DC motorer att köra framåt och bakåt.

En H-bryggan är en transistor-baserade krets kan driva motorer både medurs och moturs. Det är en otroligt populära krets – den drivande kraften bakom otaliga robotar som måste kunna flyttas både framåt och bakåt. I grund och botten en H-bryggan är en kombination av fyra transistorer med två ingångar linjer och två utgångar: (Obs: det är vanligt ganska lite mer till en väl utformad H-brygga inklusive flyback dioder, bas motstånd och Schmidt utlöser.)

För att förstå detta, måste H-bron delas i dess två sidor, eller halv-broar. Med hänvisning till Q1 och Q2 gör upp en halv-bron medan Q3 och Q4 utgör den andra halvan-bridge.

Var och en av dessa halv-broar kan växla en sida av BDC-motorn till potential av matningsspänningen eller marken. När aktiveras Q1 och Q2 är avstängd, till exempel kommer att vänster sida av motorn vara på potentialen för matningsspänningen. Vrida på Q4 och lämnar Q3 off kommer marken den motsatta sidan av motorn. Kopplingselement (Q1... Q4) är vanligtvis bipolära eller FET transistorer, i vissa högspännings-program IGBTs.

Observera dioderna över varje transistor (D1-D4).
Dessa dioder skydda transistorerna från nuvarande spikar genereras av BEMF när transistorerna är avstängd. Topp-slutet av bron är ansluten till en makt leverans (batteri till exempel) och botten-slutet är jordad.

En kondensator kan användas är parallell med dioden. Men det är valfritt. Värdet av dessa kondensatorer är i allmänhet i intervallet 10 pF. Syftet med dessa kondensatorer är att minska den RF-strålning som produceras av övergripande av Kommutatorer.

Det grundläggande läget av en H-bron är ganska enkelt: om Q1 och Q4 är påslagna, vänster ledningen av motorn ansluts till elnätet, medan rätt ledningen är ansluten till marken. Strömmen börjar flöda igenom motorn som ger energi motorn i (Låt oss säga) riktning framåt och motorn skaft börjar snurra.

..............................................................................................................

Om Q2 och Q3 är aktiverat, omvänt händer, motorn blir strömförande i motsatt riktning och axeln kommer att börja snurra baklänges.

.............................................................................................................................................................................................

I en bro, bör du aldrig någonsin nära både Q1 och Q2 (eller Q3 och Q4) samtidigt. Om du gjorde det, har du bara skapat en riktigt låg-motstånd väg mellan makt och GND, effektivt kortslutning din strömförsörjning. Detta tillstånd kallas "shoot-through" och är ett nästan garanterat sätt att snabbt förstöra din bro, eller något annat i din krets.

Det finns många olika modeller och märken av H-Bridge IC finns. Vanligast är Texas instrument L293NE eller en Texas instrument SN754410 och L298 från STMicroelectronics.

L293D

L293NE/SN754410 är en mycket grundläggande H-brygga. Den har två broar, en på vänster sida av chip och en till höger, och kan styra 2 motorer. Det kan driva upp till 1 amp av ström och fungerar mellan 4.5V och 36V. Små DC-motor i allmänhet används i robot robotar kan köra säkert av en låg spänning så denna H-brygga kommer att fungera alldeles utmärkt.

H-bron har följande stift och funktioner:

• Stift 1 (1, 2EN) aktiverar och inaktiverar vår motor om det är högt eller lågt
• Stift 2 (1A) är en logik pin för vår motor (ingång är antingen hög eller låg)
• Stift 3 (1Y) är för en av de motoriska terminalerna
• Stift 4-5 är för marken
• Stift 6 (2år) är för den andra motorn terminal
• Stift 7 (2A) är en logik pin för vår motor (ingång är antingen hög eller låg)
• Stift 8 (VCC2) är nätaggregatet för vår motor, detta får en märkspänning på din motor
• PIN 9-11 är kopplade till varandra som du bara använder en motor i den här övningen
• PIN 12-13 är för marken
• Stift 14-15 är kopplade till varandra
• PIN 16 (VCC1) är ansluten till 5V nedan visas ett diagram över H-bron och vilket stift gör vad i vårt exempel.
• Ingår i diagrammet är en sanning tabell som visar hur motorn kommer att fungera enligt staten logik stift (som anges av våra Arduino).

Tänk på att alla motorer finns i olika storlekar.

Små motorer är konstruerade för applikationer där kompakthet värderas över vridmoment. Det finns små high-torque motorer, tenderar dessa att vara dyrt eftersom de använder sällsynta jordartsmetaller magneter, hög effektivitet kullager och andra funktioner som lägger till deras kostnader. Stora motorer kan producera mer vridmoment, men kräver också högre strömmar. Hög nuvarande motorer kräver större kapacitet batterier och större kontrollkretsar som inte kommer att överhettas och bränna ut under lasten. Därför matcha storleken på motorn med resten av roboten. Överbelasta inte en liten robot med en stor motor när stor storlek är inte viktigt. När beslutat om storleken på motorn, jämföra tillgängliga vridmoment efter varje redskap minskning. Gear minskning alltid ökar vridmomentet. Ökat vridmoment är proportionell mot mängden redskap minskning: om nedsättningen är 3:1, vridmomentet ökas med omkring tre gånger (men inte riktigt, på grund av friktionsförluster).

För H-bridge IC och modul besök:

https://www.Sparkfun.com/search/Products?term=h%20...