Кичинекей H-Bridge айдоочулары - Негиздери: 6 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

Саламатсызбы жана дагы бир Инструкторго кош келиңиз! Мурунку китепте мен сизге KiCadда кантип питон скриптин колдонуп катуштарды жаратканымды көрсөттүм. Анан кайсынысы жакшы иштээрин билүү үчүн бир нече түрдөгү катушкаларды түзүп, сынап көрдүм. Менин максатым Механикалык 7 сегменттүү дисплейдеги чоң электромагниттерди ПХБ катушкаларына алмаштыруу.

Бул Нускамада мен H-көпүрөнүн негиздерин камтыйм жана аны сегменттерди башкаруу үчүн кантип колдоноорумду көрсөтөм. Акыр-аягы, мен сизди рынокто жеткиликтүү кичинекей пакеттердеги H-көпүрөлөрү менен тааныштырам.

Кел, баштайлы

1 -кадам: План

Түпнуска конструкцияда мен ороонду иштеткенде, ал сегмент менен бирге магнитке каршы чыгат же түртөт. Бирок катушка энергия өчкөндө, магнит электр магниттин өзөгүнө тартылып, сегмент баштапкы абалына кайтат. Ооба, бул ПХБ катушкасында өзөк жок болгондуктан иштебейт. Менде чындыгында ядро үчүн тешиги бар бир катушка бар болчу, бирок ал иштеген жок.

Ядро болбосо, катушка энергиясы жок болсо да сегмент жаңы абалында калат. Сегментти баштапкы абалына келтирүү үчүн, катушка аркылуу өтүүчү токту тескери буруш керек, ал өз кезегинде түркүктөрдү оодарып, бул жолу магнитти тартат.

2-кадам: H-Bridge негиздери

Керектүү токту артка кайтаруу чоң тамга H түрүндө жайгашкан 4 өчүргүчтөн турган схеманы колдонуу менен ишке ашат, демек H-Bridge деп аталат. Бул көбүнчө DC моторунун айлануу багытын өзгөртүү үчүн колдонулат.

Типтүү H-көпүрө тартиби 1-сүрөттө көрсөтүлгөн. Жүк/мотор (же биздин учурда ПХБ катушкасы) көрсөтүлгөндөй эки бутунун ортосуна жайгаштырылган.

Эгерде S1 жана S4 өчүргүчтөрү жабык болсо, анда ток 3 -сүрөттө көрүнгөндөй агат, ал эми S2 жана S3 өчүргүчтөрү жабылганда, агым 4 -сүрөттө көрүнгөндөй тескери багытта агат.

S1 жана S3 же S2 жана S4 өчүргүчтөрү көрсөтүлгөндөй жабылбашы үчүн этият болуу керек. Мындай кылуу электр менен камсыздоону кыскартып, өчүргүчтөргө зыян келтириши мүмкүн.

Мен бул так схеманы нан басгычка 4 баскычты коммутатор катары жана моторду жүк катары курдум. Айлануу багытынын бурулушу токтун багыты да тескери кеткенин тастыктайт. Абдан жакшы!

Бирок мен ал жерде отуруп, баскычтарды кол менен баскым келбейт. Мен микроконтроллердин бул ишти мен үчүн кылышын каалайм. Бул схеманы иш жүзүндө куруу үчүн, биз MOSFETтерди коммутатор катары колдоно алабыз.

3-кадам: Tiny H-Bridges

Ар бир сегментке 4 MOSFET керек болот. Сиз болжолдоп жаткандай, башкаруу схемасы 7 сегмент үчүн абдан чоң болуп калат жана кээ бир башка кошумча компоненттер ар бир MOSFETтин дарбазасын айдайт, бул менин дисплейди кичирейтүү максатын жокко чыгарат.

Мен SMD компоненттерин колдоно алмакмын, бирок ал дагы эле чоң жана татаал болмок. Эгерде атайын ИК болгондо алда канча жеңил болмок. PAM8016 менен саламдашкыла, IC буга чейин айтылган бардык компоненттери менен 1.5 x 1.5mm кичинекей пакетте!

Маалымат баракчасындагы анын функционалдык блок-схемасын карап, биз H-көпүрөсүн, дарбазанын драйверлерин, кыска туташуудан коргоо жана жылуулукту өчүрүүнү көрө алабыз. Катушка аркылуу агымдын багыты чипке эки гана кирүүнү камсыз кылуу аркылуу башкарылышы мүмкүн. Таттуу!

Бирок бир көйгөй бар. Бул кичинекей чипти ширетүү, бир нече светодиоддор жана резисторлорду кайра иштетүү менен гана иштеген адам үчүн коркунучтуу болот. Бул да темирди колдонот! Бирок мен баары бир ага берүүнү чечтим.

Альтернатива катары мен DRV8837 таптым, ал ошол эле нерсени кылат, бирок бир аз чоңураак. Мен LCSCтен оңой сатылуучу альтернативаларды издөөнү улантып жатканымда, мен FM116Bге туш болдум, ал дагы ошол эле нерсе, бирок азыраак кубаттуулукта жана SOT23 пакетинде, ал тургай кол менен ширетилет. Тилекке каршы, кийинчерээк мен жеткирүү көйгөйлөрүнө байланыштуу заказ бере албаганымды билдим.

4 -кадам: Breakout такталарын түзүү

ICSти акыркы ПКБга киргизүүдөн мурун, мен биринчи кезекте сегменттерди каалагандай башкара алаарымды текшергим келди. Көрүп турганыңыздай, ICлер панель үчүн ыңгайлуу эмес, ошондой эле менин ширетүү жөндөмүм жез зымдарын түз эле ага ширетүү үчүн жакшы эмес. Ошон үчүн мен алар үчүн такта жасоону чечтим, анткени алар базарда жок. Ачуу тактасы ICдин казыктарын өзөктөрүнө ээ болгон басылган схемага "сындырат", бул ICди колдонууга оңой мүмкүнчүлүк берет.

Маалыматтар барагын кароо кайсы казыктарды сындыруу керектигин чечүүгө жардам берет. Мисалы, DRV8837 учурда:

• ICде электр менен камсыздоо үчүн эки казык бар, бири жүктөө/мотор (VM) үчүн, экинчиси логика үчүн (VCC). Мен экөөнө тең 5В колдонгондуктан, мен эки төөнөгүчтү бириктирем.
• Кийинки nSleep пин. Бул активдүү төмөн пин, б.а. аны GNDге туташтыруу ICди уйку режимине коёт. Мен IC дайыма активдүү болушун каалайм, ошондуктан аны 5Vга биротоло туташтырып турам.
• Киргизүүлөрдө ички тартылуу каршылыгы бар. Андыктан бортто болгондорду камсыздоонун кажети жок.
• Маалыматтар барагында VM жана VCC төөнөгүчтөрүнө 0.1uF айланып өтүүчү конденсаторду коюу керектиги айтылат.

Жогорудагы ойлорду эске алуу менен, мен KiCadдагы ICлер үчүн сынык тактасын иштеп чыктым жана PCB жана шаблондорду даярдоо үчүн Gerber файлдарын JLCPCBге жөнөттүм. Gerber файлдарын жүктөө үчүн бул жерди басыңыз.

5 -кадам: Сегментти көзөмөлдөө

JLCPCBден ПКБларымды жана трафареттерди алгандан кийин, мен тактайды чогулттум. Бул менин биринчи жолу трафаретти колдонуп, кичинекей ICлерди ширетүү. Манжалар кесилди! Мен плитадагы темирди жылытуучу пастаны кайра жылдыруу үчүн ысык табак катары колдондум.

Бирок мен канчалык аракет кылсам да, PAM8016 астында дайыма бир ширетүүчү көпүрө бар болчу. Бактыга жараша, DRV8837 биринчи аракетте ийгиликтүү болду!

Кийинки, мен сегментти башкара алаарымды текшерүү. DRV8837 маалымат барагына ылайык, IN1 жана IN2 төөнөгүчтөрүнө HIGH же LOW камсыз кылуум керек. IN1 = 1 & IN2 = 0 болгондо, ток бир багытта, IN1 = 0 & IN2 = 1 болгондо, ток карама -каршы багытта агат. Ал иштейт!

Жогорудагы орнотуу толук дисплей үчүн микроконтроллерден эки кирүүнү жана 14 киргизүүнү талап кылат. Эки кирүү дайыма бири -бири менен толукталып тургандыктан, эгер IN1 ЖОК болсо, анда IN2 ТӨМӨН жана тескерисинче, эки башка киргизүүнүн ордуна, биз бир киришке түз эле сигналды (1 же 0) жөнөтө алмакпыз, ал эми башка киргизүү берилет. аны тескери бурган NOT дарбазасынан өткөндөн кийин. Ошентип, биз кадимки 7 сегменттүү дисплейге окшош бир гана киргизүү аркылуу сегментти/катушканы башкара алабыз. Жана ал күтүлгөндөй иштеди!

6 -кадам: Кийинкиде эмне болот?

Ошентип, азырынча ушундай! Кийинки жана акыркы кадам 7 катушка менен H-Bridge драйверлерин (DRV8837) бир PCBде бириктирүү болмок. Андыктан ал үчүн күтө туруңуз! Төмөндөгү комментарийлерде оюңузду жана сунуштарыңызды билдириңиз.

Аягына чейин карманганыңыз үчүн рахмат. Баарыңыздар бул долбоорду жакшы көрөсүздөр жана бүгүн жаңы нерсени үйрөндүңүздөр деп үмүттөнөм. Дагы ушундай долбоорлор үчүн менин YouTube каналыма жазылыңыз.