- Požadované komponenty:
- Schéma zapojenia a vysvetlenie:
- Aktuálne výpočty:
- Fungovanie obojsmerného motora riadeného Arduino:
V tomto projekte riadime smer a rýchlosť 24v vysokoprúdového motora pomocou Arduina a dvoch relé. Pre tento obvod nie sú potrebné žiadne výkonové spínače, iba dve tlačidlá a potenciometer na riadenie smeru a rýchlosti jednosmerného motora. Jedno tlačidlo bude otáčať motorom v smere hodinových ručičiek a druhé ho bude otáčať proti smeru hodinových ručičiek. Na riadenie rýchlosti motora je potrebný jeden n-kanálový MOSFET. Relé sa používajú na prepnutie smeru motora. Podobá sa to na okruh H-Bridge.
Požadované komponenty:
- Arduino Uno
- Dve 12 V relé (možno použiť aj 5 V relé)
- Dva tranzistory; BC547
- Dve tlačidlá
- IRF540N
- 10k rezistor
- Zdroj 24 voltov
- 10K potenciometer
- Tri diódy 1N4007
- Pripojovacie vodiče
Schéma zapojenia a vysvetlenie:
Schéma zapojenia tohto projektu obojsmerného riadenia motora je zobrazená na obrázku nižšie. Podľa toho urobte pripojenia:
- Pripojte normálne zatvorenú svorku oboch relé na kladný pól batérie.
- Pripojte normálne otvorenú svorku oboch relé k odtokovej svorke MOSFET.
- Pripojte zdroj MOSFET k zápornému pólu batérie a k uzemňovaciemu kolíku Arduino UNO.
- Terminál brány na pin PWM 6 Arduina.
- Pripojte 10k rezistor od brány k zdroju a diódu 1N4007 od zdroja k odtoku.
- Pripojte motor medzi strednú svorku relé.
- Z dvoch zostávajúcich svoriek jeden smeruje na pin Vin Arduino Uno a druhý na kolektorovú svorku tranzistora (pre každé relé).
- Pripojte svorku emitora obidvoch tranzistorov k GND pinu Arduina.
- Digitálny pin 2 a 3 Arduina, každý v sérii s tlačidlom, smeruje na základňu tranzistorov.
- Pripojte diódu cez relé presne tak, ako je to znázornené na obrázku.
- Koncovú svorku potenciometra pripojte k pinu 5v a Gnd na Arduine. A vývod stierača na pin A0.
- ** Ak máte dve samostatné 12 V batérie, pripojte kladný pól jednej batérie k zápornému pólu druhej batérie a zvyšné dva póly použite ako kladný a záporný.
Účel tranzistorov:
Digitálne piny Arduina nemôžu dodávať množstvo prúdu potrebné na zapnutie normálneho 5V relé. Okrem toho v tomto projekte používame 12V relé. Vinový pin Arduina nemôže ľahko dodať toľko prúdu pre obe relé. Tranzistory sa preto používajú na vedenie prúdu z kolíka Vin Arduina do relé, ktoré sa ovláda pomocou tlačidla pripojeného z digitálneho kolíka na základnú svorku tranzistora.
Účel Arduina:
- Poskytuje množstvo prúdu potrebného na zapnutie relé.
- Zapnúť tranzistor.
- Na reguláciu otáčok jednosmerných motorov potenciometrom pomocou programovania. Na konci skontrolujte celý kód Arduino.
Účel MOSFET:
MOSFET je potrebný na riadenie rýchlosti motora. MOSFET sa zapína a vypína pri vysokofrekvenčnom napätí a pretože motor je zapojený do série s odtokom MOSFET, hodnota PWM napätia určuje rýchlosť motora.
Aktuálne výpočty:
Odpor cievky relé sa meria pomocou multimetra, ktorý sa ukáže ako = 400 ohmov
Vinový pin Arduina dáva = 12v
Takže prúd musí zapnúť relé = 12/400 A = 30 mA
Ak sú obe relé napájané, prúd = 30 * 2 = 60 mA
** Vinový pin Arduina môže dodávať maximálny prúd = 200 mA.
Arduino teda nemá žiadny aktuálny problém.
Fungovanie obojsmerného motora riadeného Arduino:
Obsluha tohto dvojsmerného obvodu riadenia motora je jednoduchá. Oba piny (2, 3) Arduina zostanú vždy vysoké.
Ak nie je stlačené žiadne tlačidlo:
V takom prípade netečie prúd na základňu tranzistora, preto tranzistor zostane vypnutý (chová sa ako otvorený spínač), kvôli čomu netečie žiadny prúd do reléovej cievky z kolíka Vin Arduina.
Po stlačení jedného tlačidla:
V takom prípade prúdi nejaký prúd do základne tranzistora stlačeným tlačidlom, ktoré ho zapne. Teraz prúd ľahko prúdi do cievky relé z kolíka Vin cez tento tranzistor, ktorý zapína toto relé (RELÉ A) a prepínač tohto relé je vrhnutý do polohy NO. Zatiaľ čo ostatné relé (RELÉ B) je stále v polohe NC. Takže prúd preteká z kladného pólu batérie do záporného pólu cez motor, tj. Prúd prúdi z relé A do relé B. To spôsobí otáčanie motora v smere hodinových ručičiek.
Po stlačení iného tlačidla:
Tentokrát sa zapne ďalšie relé. Teraz prúd ľahko prúdi do cievky relé z kolíka Vin cez tranzistor, ktorý zapína toto relé (RELÉ B) a prepínač tohto relé je vrhnutý do polohy NO. Zatiaľ čo ostatné relé (RELÉ A) zostáva v polohe NC. Takže prúd preteká z kladného pólu batérie do záporného pólu batérie cez motor. Ale tentoraz prúd preteká z relé B do relé A. To spôsobí otáčanie motora proti smeru hodinových ručičiek
Po stlačení oboch tlačidiel:
V takom prípade prúd tečie do základne oboch tranzistorov, vďaka čomu sa obidva tranzistory zapnú (funguje ako uzavretý spínač). Obidve relé sú teda v polohe NO. Takže prúd netečie z kladného pólu batérie do záporného pólu cez motor, a preto sa neotáča.
Ovládanie rýchlosti jednosmerného motora:
Brána MOSFET je pripojená k PWM pinu 6 Arduino UNO. Mosfet sa zapína a vypína pri vysokom frekvenčnom napätí PWM a pretože motor je zapojený do série s odtokom mosfetu, hodnota PWM napätia určuje rýchlosť motora. Teraz napätie medzi svorkou stierača potenciometra a Gnd určuje napätie PWM na kolíku č. 6 a pri otáčaní svorky stierača sa mení napätie na analógovom kolíku A0, čo spôsobí zmenu rýchlosti motora.
Kompletné fungovanie tohto obojsmerného riadenia rýchlosti a smeru motora na základe Arduina je zobrazené na videu nižšie s kódom Arduino.