DIY High Current Motor Driver (h-bridge): 5 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Долбоор бул моторлорду жана электрониканы жаңыртуу болуп саналат, бул Power Wheels балдарга велосипед. Биз 24v системасына 2 жаңы traxxis 775 щеткалуу мотору менен модернизациялоону пландаштырдык, мотор драйверлеринин такталарын изилдеп чыккандан кийин, алардын көбү кандайдыр бир сымал (салыштыруу сүрөттү караңыз) же кымбатыраак экенин таап, мен жөнөкөй Arduino негизделген чечимди иштеп чыгууну чечтим Дизайн Кыскача

24v минималдуу

эки багыттуу мотор башкаруу

PWM башкаруу

масштабдуу жогорку ток жөндөмдүү (100AMP)

минималдуу компоненттер

Логика үчүн 5v баскыч

батареянын чыңалуусу

adruino нано көзөмөлдөөчү

белгилүү бир максаттар үчүн кирүүлөргө жетүү (дроссель [анын ичинде жогорку жана астыңкы кыркуу], багыт, иштетүү, 1экстра)

чыгаруу үчүн колдонулбаган казыктарга жетүү (алып чыгуу)

ачык чечим mosfet негизделген H-көпүрө схемасын колдонуу болуп саналат

Мен сизге учурдагы H-көпүрө драйверимди кантип иштеп чыкканымды көрсөтөм

1-кадам: H-көпүрө айдоочусу IC табыңыз

H-көпүрө айдоочусу IC-Arduino менен MOSFET чыгуулары ортосундагы чип. Бул IC Ардуинодон Жогорку/ТӨМӨН сигналдарды алат жана MOSFET дарбазаларын айдаш үчүн ошол эле күчөтүлгөн сигналды чыгарат, өзгөчө анын эң негизги милдети VCC (батарея + кирүү) үстүндөгү жогорку капталга чыңалууну жогорулатуу болуп саналат. N-MOSFETs, кээ бир драйверлердин аткылоосуна жол бербөө үчүн атайын схемасы бар (2 фет фетти жок кылуучу жерге түз кыска туташууну түзгөндө.) Мен акыры NXP MC33883 Full H-bridge драйвери ICchosenге отурукташтым, анткени-ал 2 жарым көпүрөнү камтыйт (ошондуктан мага 1 IC гана керек)-камтылган жогорку капталдагы заряд насосу-болгону 7 кошумча компонентти талап кылат (коргоонун чынжырын кошкондо)-5.5-60V кириши менен иштейт (вольттун астында жана үстүндө) -1 амп чокусу

Негативдер тилекке каршы коргоо аркылуу атууга ээ эмес (ошондуктан программалык камсыздоодо жасалууга жана учурдагы чектелген электр энергиясы менен текшерилүүгө тийиш) 5 кирүү сигналын талап кылат, алардын баасы ар биринде 8.44 долларга кымбат турат https://nz.mouser.com/ProductDetail/NXP-Freescale/…datasheet

Бул чипти эске алып, биз азыр анын айланасындагы схеманы долбоорлой алабыз

2 -кадам: Райондук дизайн

биз схеманы долбоорлоо үчүн EASYEDA (easyeda.com) онлайн куралын колдонобуз (байланышы жок, бирок курал жакшы иштейт жана JLCPCB.com аркылуу ПХБга оңой заказ кылуу) MC33883 драйверинин маалымат барагынан биз колдонмонун схемасын таба алабыз (тышкы менен) коргоо схемасы) биз бул схеманы көчүрөбүз, анткени бул жерде дөңгөлөктү кайра ойлоп табуунун кажети жок, жөн гана сунушталган макетти жана сунушталган конденсатордук баалуулуктарды колдонобуз, биз 18v zener диоддорун жана конденсаторлорду кошобуз, дарбаза булагынын чыңалуусун MOSFET 20vден төмөн max Vgs

Биз схемага кошо турган бир айырмачылык - бул учурдагы мүмкүнчүлүктөрдү жогорулатуу үчүн кошумча параллелдүү MOSFETтер, бул үчүн биз ар бир ФЭТтин дарбазасында каршылыгыбыз бар экенин камсыз кылышыбыз керек. параллель FETs менен бул резистор параллелдүү жуптун жүктөмүн жана которуштуруу өзгөчөлүктөрүн тең салмакташтырууга жардам берет (маселелерди болтурбоо үчүн жогорку жүктөө үчүн көбүрөөк изилдөө)

Чечимдер кабыл алынышы керек.. максималдуу чыңалуу? Мен 24v чуркап жүрөм, андыктан мен mc33883 чипимдин VCC менен VCC2'син бириктире алам (vcc2 чеги 28v, бирок мен өзүнчө камсыздоого ээ болууга жана 60V максималдуу VCC чыңалуусуна ээ болууга) Arduino кантип кубатталсын? Мен кичинекей 5v 500mA коммутатордук регулятору менен бардым, ал 3 pins менен бир PCBте алдын ала курулган, ал 6.5-36v кемчиликсиз иштейт!. Https: //nz.mouser.com/ProductDetail/490-VXO7805-50… полярдык коргоо диодун, киргизүү жана чыгаруу конденсаторлорун кошуу. бүттү.

Мен батарейканын чыңалуусун алууну каалайм жана анын аз болгондо өчүрүлүшүн каалайм, ошондуктан чыңалуу бөлүштүргүчтү чыңалууну Arduino казыктарыма чектөө үчүн. 8 каршылыгынын аянтчасы 2 параллелдүү жана ушул сыяктуу 4 сериялык боштуктар +== | ==- бул мен атайын баалуулуктарга ээ болбостон, аны башкача конфигурациялай алам дегенди билдириши керек Ардуинодон айдоочуга 2 PWMге муктаж экенибизди аныктаңыз. жана төмөнкү сандагы FETs үчүн 2 санариптик (же pwm) жана бизге дагы керек болсо, коргоо аркылуу аппараттык атуу үчүн NAND дарбазасынын кандайдыр бир логикасын (жана мүмкүн кечигүү менен) ала турган айдоочуга 1 иштетүүчү линия керек.

Мен бардык аналогдук кирүүлөрдү дроссель, иштетүү, багыт берүү жана кыркуу үчүн колдонууну чечтим, негизинен алар жеткиликтүү болушун жана үзүлүшүн камсыз кылуу үчүн, алардын бардыгында пульдаундун каршылыгы үчүн подкладкалар бар жана 5в пин бар жана кириштер жогору болгондо активдүү иштейт. (Эгер иштетүү линия активдүү төмөн жана дроссель 5v зымы үзүлгөндө моторлор үзгүлтүксүз иштейт)

Мен LED аккумуляторунун индикатору үчүн 5pin +жерге чыгаруу башын киргиздим/ казыктарга кирүү (калган санарип казыктар), ошондой эле акыркы калган PWM пиндин башы (PWM боюнча жазуу, мен бийик капкактарды, төмөнкү каптал феттерди жана PWM ар биринин өзүнчө таймер каналдарында чыгарат, бул мага таймер менен башкача ойноого мүмкүнчүлүк бериши керек ж. Б.)

3 -кадам: Компоненттерди тандоо

Бул такта үчүн мен негизинен үстүңкү бөлүктөгү компоненттер менен барууну чечтим, эгерде сиз түзмөктөрүңүздү акылдуулук менен тандасаңыз, SMD анча деле кыйын эмес. резисторлордун жана конденсаторлордун 805 өлчөмдөгү компоненттери микроскоптун жардамы жок эле ширетүүгө абдан жөнөкөй жана иштетүү үчүн пинцет керек..

кээ бир адамдар 0603 өтө жаман эмес деп айтышат, бирок ал чекти көтөрө баштады.

айнек zeners Мен маневр үчүн бир аз татаал таптым

Күчтөн драйверге санарипке чейинки компоненттердин тизмеси (мен колдонгон)

8x TO220 N-ch mosfets 60V 80A IPP057N06N3 G4x 1N5401-G жалпы максаттагы диод 100v 3A (200A чокусу) (бул туура эмес, мен Schottky диоддорун кантип колдонуп жатканын көрүшүм керек болчу) (коргоо схемасы)

2x 18v zener диод 0.5W ZMM5248B (коргоо схемасы) 1x nxp MC33883 H-көпүрө дарбазасынын айдоочусу 1x 0805 33nF 50V керамикалык конденсатор (айдоочу үчүн)

2x 0805 470nF 50V керамикалык конденсатор (айдоочу үчүн)

1x жалпы тешик аркылуу полярдык коргоо диод (буга чейин болгон) 1x 3pin dc/dc converter max 36vin 5v out VXO7805-500

3x smd 10uF 50V 5x5.3mm электролиттик конденсатор 3x 0805 1uF 50V керамикалык конденсатор (5v логикалык схемалар)

9x 0805 10k каршылыгы (15k кылуу үчүн конфигурацияланган) 4x 0803 3k каршылыгы (конфигурацияланган серия 3k бойдон калуу үчүн параллелдүү.. мен билем) 2x 10k тешик аркылуу триммер потенциометрлери потенциометр ж

Мен тетиктеримди mouser.com сайтынан заказ кылдым жана 10 бөлүктөн турган көпчүлүк бөлүктөргө заказ кылдым жана Жаңы Зеландияга бекер жеткирүү үчүн 60 $ га башка бөлүктөрдү коштум (~ nz $ 30 үнөмдөө)

Курулуштун жалпы баасы болжол менен 23 АКШ долларын түзөт +

4 -кадам: PCB ДИЗАЙНЫ

Азыр биз компоненттерди тандап алдык жана аларды схемада компоненттердин пакеттерин ырастап, биздин панелдин планын түзө баштайбыз деп үмүттөнөбүз. Бул үчүн youtubeту колдонуп көрүңүз, мен эмне кыла алам, бул тактадагы каталарымды айтуу

Мен мосфеттеримди горизонталдык кылып койдум, мен H-көпүрөмдү пландаштырылган муздаткычтын чечими менен иштөө үчүн иштедим жана натыйжада мен каалагандан кыйла тар болгон электр издери бар. Мен тактанын ылдый жагындагы издерди эки эсе көбөйтүү менен жана ширетүүчү масканы алып салуу менен компенсацияладым. Мен 10x10 мм чоң төшөмөлөрдү +v -v моторлоруна жана моторго туташтыруу үчүн бурамалуу терминалдарга ж. бул жаздыктар эгерде мен тактанын карама -каршы тарабындагы бул төшөктөрдү радиаторлорго койсом, жашоо жеңил болмок

Мен тешик аркылуу бекер диоддор үчүн виас өлчөмүн көбөйтүшүм керек болчу. Натыйжада, алар азыр жер үстүнө орнотулган (пакетиңиздин өлчөмүнө көңүл буруңуз

Дизайныңызды Гербер файлына айландырыңыз жана аны сүйүктүү ПКБ фабрикаңызга жөнөтүңүз, мен JLCPCB сунуштай алам, алар мен үчүн жакшы жумуш кылышты жана баасы арзан

5 -кадам: Башкарманы чогултуу жана сыноо

Эми сизде тетиктериңиз жана ПХБ бар, аны чогултуу жана сатуу убактысы бир же эки саатка жетет

Биринчиден, сиздин бардык бөлүктөрүңүз бар экенин жана сиздин ПХБ жакшы абалда экендигин текшериңиз, сиздин tools.basics чогултуучу темир менен ширетүүчүлөрдүн ширетүүчү таякчасы жана же ширетүүчү сукерфлюш кесүүчү кычкач керек

Мен айткандай 0805 бөлүктөрү эң кичине компоненттерден башталуусу өтө кыйын эмес, биринчи кезекте резисторлор, капкактар, диод менен IC Ардуинону түздөн -түз же баштыктар менен алып салуу үчүн баштарды орнотот

КЫСКА АЙЛЫКТАР ҮЧҮН ТАРТАНЫ СЫНАҢЫЗ

азыр Arduinoго көз ирмемдин эскизин жүктөп, USB'ди ажыратып, регулятор бөлүмүнүн туура иштеп жатканын камсыз кылуу үчүн тактанын батареясынан же кубаттуулугунан кубаттаңыз.

КЫСКА АЙЛЫКТАР ҮЧҮН ТАРТАНЫ СЫНАҢЫЗ

айдоочу программалык камсыздоону жүктөө жана тактаны учурдагы чектелген камсыздоодон 100мА деп айтуу керек, биз бардык штаттарда H-көпүрөсүн камсыз кылгыбыз келет. төмөн чыңалуудан улам өчүп калышы мүмкүн

Сиздин тактаңыз азыр мотор же 2 башкарууга даяр