H-bro på et brødbrett: 8 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

H-broen er en krets som kan drive en motor fremover og bakover. Det kan være en veldig enkel krets som bare krever en håndfull komponenter for å bygge. Denne instruksen viser hvordan du kan ta en grunnleggende H-bro. Etter ferdigstillelse bør du være kjent med den grunnleggende driften av en H-bro og være klar til å gå videre til mer kompliserte versjoner som kan støtte større og kraftigere motorer.

Trinn 1: Samle delene

Bare en håndfull deler trengs. 1) Et brødbrett 2) En liten likestrømsmotor som kan fungere ved ~ 7 volt3) Et 9-volts batteri og batteriknapp4) Fire små NPN-transistorer. Vi bruker 2N2222A her. 2N3904 er et annet vanlig delenummer og tusenvis av andre vil gjøre. 5) Fire 22k ohm -resitorer6) To trykknappbrytere7) Gensere eller ekstra ledning for å koble til alt

Trinn 2: H-brosteori

H-broen er en krets som kan drive en likestrømsmotor frem og tilbake. Motorretningen endres ved å bytte spenningens polaritet for å snu motoren på en eller annen måte. Dette demonstreres enkelt ved å bruke et 9-volts batteri på ledningene til en liten motor og deretter bytte terminalene for å endre retning. H-broen får navnet sitt basert på grunnkretsen som demonstrerer at den fungerer. Kretsen består av fire brytere som fullfører kretsen når den brukes i par. Når bryterne S1 og S4 er lukket, får motoren strøm og spinner. Når S2 og S3 er stengt får motoren strøm og spinner i den andre retningen. Vær oppmerksom på at S1 og S2 eller S3 og S4 aldri bør lukkes sammen for å unngå kortslutning. Selvfølgelig er fysiske brytere upraktiske siden ingen kommer til å sitte der og vende brytere i par for å få roboten til å bevege seg fremover eller bakover. Det er her transistorene kommer inn. En transistor fungerer som en solid state -bryter som lukkes når en liten strøm tilføres basen. Fordi bare en liten strøm er nødvendig for å aktivere en transistor, er vi i stand til å fullføre halvparten av kretsen med et enkelt signal. Det er nok teori til å komme i gang, så la oss begynne å bygge.

Trinn 3: Slå på H-broen

Vi starter med å legge ut kraftledningene. Koble batteriklemmen til ett hjørne av strømbussen. Konvensjonen er å koble den positive spenningen til den øvre raden og den negative til den nederste raden for å angi henholdsvis HIGH og LOW -signalene. Deretter kobler vi til topp- og bunnsettene med kraftbusser.

Trinn 4: Transistoren som en bryter

Det neste trinnet er å sette opp transistorer. Husk i teoridelen at vi trenger fire brytere for å bygge en H-bro, så vi bruker alle fire transistorer her. Vi er også begrenset til utformingen av et brødbrett, så den faktiske kretsen vil ikke ligne bokstaven H. La oss ta en rask titt på en transistor for å forstå strømmen. Det er tre ben på hver transistor kjent som kollektoren, basen og emitteren. Ikke alle transistorer deler samme rekkefølge, så sørg for å konsultere et datablad hvis du ikke bruker et av delenumrene som er nevnt i trinn 1. Når en liten strøm påføres basen, får en annen større strøm strømme fra kollektor til sender. Det er viktig, så jeg sier det igjen. En transistor lar en liten strøm styre en større strøm. I dette tilfellet skal senderen alltid være koblet til jord. Vær oppmerksom på at strømmen er representert med en liten pil i figuren nedenfor.

Trinn 5: Bytte polariteter

Nå skal vi stille opp transistorene på den nedre halvdelen av brødbrettet, snu retningen for hver annen transistor. Hvert par tilstøtende transistorer vil tjene som den ene halvdelen av H-broen. En tilstrekkelig plass må være igjen i midten for å få plass til noen hoppere og til slutt motorledninger. Deretter kobler vi transistorernes oppsamler og sender til henholdsvis de positive og negative strømbussene. Til slutt legger vi til hopperne som kobles til motorledningene. Transistorene er nå klare til å passere en strøm når basen er aktivert.

Trinn 6: Påføring av et signal

Vi må bruke en liten strøm til hver av transistorene i par. Først må vi koble en motstand til hver transistors base. Deretter kobler vi hvert sett med motstander til et felles punkt som forberedelse til å koble til en bryter. Deretter legger vi til de to bryterne som også kobles til den positive bussen. Disse bryterne aktiverer den ene halvdelen av H-broen om gangen, og til slutt kobler vi til motoren. Det er det. Koble til batteriet og test kretsen. Motoren skal dreie en retning når den ene knappen trykkes og motsatt retning når den andre knappen trykkes. De to knappene skal ikke aktiveres samtidig.

Trinn 7: Få et klart bilde

Her er et diagram over hele kretsen hvis du vil lagre den som referanse. Den originale grafikken er høflighet av Oomlout.

Trinn 8: Mer kraft til Ya

Ok, så du har en skinnende ny H-bro på et brødbrett. Hva nå? Det viktige er at du forstår hvordan en grunnleggende H-bro fungerer og at det viktigste er det samme, uansett hvor mye kraft du presser. Her er noen tips for å ta det et skritt videre for å støtte større motorer og mer kraft. - Du kan bruke Pulsbreddemodulering (PWM) i stedet for de to bryterne for å kontrollere motorens turtall. Dette er enkelt når du har en mikrokontroller til rådighet, og kan også oppnås med en 555 eller 556 timer IC og noen få passiver uten for store problemer. - Nøkkelen til å støtte motorer med høyere effekt er transistorer med høyere effekt. Mellomstore transistorer og Power MOSFET-er i TO-220-tilfeller kan håndtere betydelig mer strøm enn de lave effektene TO-92-transistorer vi bruker her. Riktig kjøleribber vil også øke kapasiteten. - De fleste H-broer er bygget med både NPN- og PNP-transistorer for å forhindre kortslutning og optimalisere strømmen. Vi brukte bare NPN her for å forenkle kretsen. - Flyback-dioder brukes vanligvis i H-broer med høyere effekt for å beskytte resten av kretsen mot farlige spenninger som produseres av motorens spoler når strømmen kobles fra. Disse dioder påføres over transistoren i strømningsretningen og motstår disse skadelige EMF -ryggspenningene. - TIP 102 og TIP 107 er et par komplementære effekttransistorer som har innebygd flyback -dioder. TIPS 122/127 og 142/147 er like par krafttransistorer. Det burde være nok til å sette deg i riktig retning hvis du vil holde deg i gang.