Arduino DC-moottorin nopeuden ja suunnan hallinta releillä ja mosfetillä

Tässä projektissa ohjaamme 24 V: n suurivirtaisen moottorin suuntaa ja nopeutta Arduinolla ja kahdella releellä. Tätä virtapiiriä varten ei tarvita virtakytkimiä, vain kaksi painonappia ja potentiometrissä DC-moottorin suunnan ja nopeuden ohjaamiseksi. Yksi painike pyörittää moottoria myötäpäivään ja toinen pyörittää sitä vastapäivään. Yksi n-kanavainen MOSFET vaaditaan moottorin nopeuden säätämiseen. Releitä käytetään moottorin suuntien vaihtamiseen. Se muistuttaa H-Bridge-piiriä.

Vaaditut komponentit:

1. Arduino Uno
2. Kaksi 12 V: n releä (voidaan käyttää myös 5 V: n releä)
3. Kaksi transistoria; BC547
4. Kaksi painonappia
5. IRF540N
6. 10k vastus
7. 24 voltin lähde
8. 10K potentiometri
9. Kolme diodia 1N4007
10. Johtojen liittäminen

Piirikaavio ja selitykset:

Tämän kaksisuuntaisen moottorin ohjausprojektin piirikaavio on esitetty alla olevassa kuvassa. Tee liitännät sen mukaan:

• Liitä molempien releiden normaalisti suljettu napa akun positiiviseen napaan.
• Liitä molempien releiden normaalisti avoin liitin MOSFETin tyhjennysliittimeen.
• Yhdistä MOSFET-lähde akun miinusnapaan ja Arduino UNO: n maadoitettuun napaan.
• Porttiterminaali Arduinon PWM-nastaan ​​6.
• Liitä 10k vastus portista lähteeseen ja 1N4007 diodi lähteestä viemäriin.
• Liitä moottori releiden keskiliittimen väliin.
• Kahdesta jäljellä olevasta liittimestä yksi menee Arduino Unon Vin-nastaa ja toinen transistorin kollektoriliittimeen (jokaiselle releelle).
• Liitä molempien transistoreiden emitteriliitin Arduinon GND-nastaan.
• Arduinon digitaalinen nasta 2 ja 3, kukin sarjaan painikkeella, menee transistorien pohjaan.
• Liitä diodi releen läpi täsmälleen kuvan osoittamalla tavalla.
• Liitä potentiometrin pääteliitin vastaavasti 5v: n ja Gdu-nastaan. Ja pyyhinliitin A0-napaan.
• ** Jos sinulla on kaksi erillistä 12 voltin akkua, yhdistä yhden akun positiivinen napa toisen akun negatiiviseen napaan ja käytä loput kaksi napaa positiivisena ja negatiivisena.

Transistoreiden tarkoitus:

Arduinon digitaaliset nastat eivät pysty toimittamaan tarvittavan virran määrää normaalin 5v-releen kytkemiseksi päälle. Lisäksi käytämme 12v: n releä tässä projektissa. Arduinon Vin-nasta ei voi helposti syöttää niin paljon virtaa molemmille releille. Siksi transistoreita käytetään virran johtamiseen Arduinon Vin-nastasta releeseen, jota ohjataan painikkeella, joka on kytketty digitaalisesta nastasta transistorin tukiasemaan.

Arduinon tarkoitus:

• Antaa tarvittavan virran määrän releen kytkemiseksi päälle.
• Transistorin kytkeminen päälle.
• DC-moottoreiden nopeuden säätäminen potentiometrillä ohjelmoinnin avulla. Tarkista koko Arduino-koodi lopussa.

MOSFETin tarkoitus:

MOSFETia tarvitaan moottorin nopeuden säätämiseen. MOSFET kytketään päälle ja pois päältä suurtaajuusjännitteellä, ja koska moottori kytketään sarjaan MOSFETin tyhjennyksen kanssa, jännitteen PWM-arvo määrittää moottorin nopeuden.

Nykyiset laskelmat:

Releen kelan vastus mitataan yleismittarilla, jonka arvo on = 400 ohmia

Arduinon Vin-tappi antaa = 12v

Joten virran on kytkettävä rele päälle = 12/400 ampeeria = 30 mA

Jos molemmat releet ovat jännitteisiä, virta = 30 * 2 = 60 mA

** Arduinon Vin-nasta voi syöttää maksimivirtaa = 200mA.

Siksi Arduinossa ei ole yli-ajankohtaista ongelmaa.

Arduino-ohjatun kaksisuuntaisen moottorin toiminta:

Tämän kaksisuuntaisen moottorinohjauspiirin käyttö on yksinkertaista. Arduinon molemmat nastat (2, 3) pysyvät aina korkeina.

Kun mitään painiketta ei paineta:

Tässä tapauksessa virtaa ei virtaa transistorin pohjaan, joten transistori pysyy pois päältä (toimii kuin avoin kytkin), minkä vuoksi virtaa ei virtaa releen kelaan Arduinon Vin-nastasta.

Kun yhtä painiketta painetaan:

Tässä tapauksessa osa virrasta virtaa transistorin pohjaan painetun painikkeen kautta, joka kytkee sen päälle. Nyt virta virtaa helposti releen kelaan Vin-nastasta tämän transistorin läpi, joka kytkee tämän releen (RELE A) päälle ja tämän releen kytkin heitetään NO-asentoon. Kun toinen rele (RELE B) on edelleen NC-asennossa. Joten virta virtaa akun positiivisesta napasta negatiiviseen napaan moottorin kautta, ts. Virta kulkee releestä A releeseen B. Tämä aiheuttaa moottorin pyörimisen myötäpäivään.

Kun muuta painiketta painetaan:

Tällä kertaa toinen rele käynnistyy. Nyt virta virtaa helposti releen kelaan Vin-nastasta transistorin läpi, joka kytkee tämän releen (RELE B) päälle ja tämän releen kytkin heitetään NO-asentoon. Kun toinen rele (RELE A) pysyy NC-asennossa. Joten virta virtaa akun positiivisesta navasta akun negatiiviseen napaan moottorin kautta. Mutta tällä kertaa virta kulkee releestä B releeseen A. Tämä aiheuttaa moottorin pyörimisen vastapäivään

Kun molempia painikkeita painetaan:

Tässä tapauksessa virta virtaa molempien transistoreiden pohjaan, minkä vuoksi molemmat transistorit kytkeytyvät päälle (toimii kuin suljettu kytkin). Ja siten molemmat releet ovat nyt EI-asennossa. Joten virta ei virtaa akun positiivisesta napasta negatiiviseen napaan moottorin kautta, joten se ei pyöri.

DC-moottorin nopeuden hallinta:

Gate of MOSFET on kytketty Arduino UNO: n PWM-nastaan ​​6. Mosfet kytketään päälle ja pois päältä suurella PWM-taajuusjännitteellä, ja koska moottori kytketään sarjaan mosfetin tyhjennyksen kanssa, jännitteen PWM-arvo määrittää moottorin nopeuden. Nyt potentiometrin pyyhkimen navan ja Gnd: n välinen jännite määrittää PWM-jännitteen tapissa nro 6 ja kun pyyhinliitintä kierretään, analogisen tapin A0 jännite muuttuu aiheuttaen muutoksen moottorin nopeudessa.

Tämän Arduino-pohjaisen kaksisuuntaisen moottorin nopeuden ja suunnan hallinnan täydellinen toiminta näkyy alla olevassa videossa Arduino-koodilla.