מהירות ושליטה בכיוון מנוע dc dc באמצעות ממסרים ומוספט

בפרויקט זה אנו שולטים בכיוון ובמהירות של מנוע זרם גבוה 24 וולט באמצעות ארדואינו ושני ממסרים. אין צורך במתגי הפעלה למעגל זה, רק שני לחצני כפתור ובפוטנציומטר לשליטה בכיוון ובמהירות של מנוע DC. כפתור לחיצה אחד יסובב את המנוע בכיוון השעון ואחר יסובב אותו נגד כיוון השעון. נדרש MOSFET ערוצי n אחד כדי לשלוט על מהירות המנוע. ממסרים משמשים להחלפת כיווני המנוע. זה דומה למעגל H-Bridge.

רכיבים נדרשים:

1. ארדואינו אונו
2. שני ממסר 12V (ניתן להשתמש גם בממסר 5V)
3. שני טרנזיסטורים; BC547
4. שני לחצני כפתור
5. IRF540N
6. נגד 10k
7. מקור 24 וולט
8. פוטנציומטר 10K
9. שלוש דיודות 1N4007
10. חוטי חיבור

תרשים מעגלים והסברים:

תרשים מעגלים של פרויקט בקרת מנועים דו כיווני זה מוצג בתמונה למטה. בצע את החיבורים לפיה:

• חבר את המסוף הסגור בדרך כלל של שני הממסרים למסוף החיובי של הסוללה.
• חבר מסוף פתוח בדרך כלל של שני הממסר למסוף הניקוז של MOSFET.
• חבר את מקור ה- MOSFET למסוף השלילי של הסוללה ולסיכה הארקה של Arduino UNO.
• מסוף שער לסיכת PWM 6 של ארדואינו.
• חבר נגד 10k משער למקור ודיודה 1N4007 ממקור לניקוז.
• חבר את המנוע בין המסוף האמצעי של הממסרים.
• מתוך שני מסופים שנותרו, אחד הולך לסיכת Vin של Arduino Uno והשני למסוף הקולט של הטרנזיסטור (לכל ממסר).
• חבר את מסוף הפולט של שני הטרנזיסטור לסיכה GND של Arduino.
• סיכה 2 ו -3 דיגיטלית של Arduino, כל אחד בסדרה עם כפתור לחיצה, עובר לבסיס הטרנזיסטורים.
• חבר דיודה על פני ממסר בדיוק כפי שמוצג באיור.
• חבר את מסוף הקצה של הפוטנציומטר לסיכה 5V ולסיכה GND של Arduino בהתאמה. ומסוף מגבים לסיכה A0.
• ** אם יש לך שתי סוללות נפרדות של 12 וולט, חבר את המסוף החיובי של סוללה אחת למסוף השלילי של סוללה אחרת והשתמש בשני המסופים הנותרים כחיובי ושלילי.

מטרת הטרנזיסטורים:

פינים דיגיטליים של ארדואינו אינם יכולים לספק את כמות הזרם הדרושה להפעלת ממסר רגיל 5 וולט. חוץ מזה אנו משתמשים בממסר 12V בפרויקט זה. סיכת וין של ארדואינו לא יכולה לספק זרם כה רב לשני הממסר. מכאן שטרנזיסטורים משמשים להובלת זרם מסיכה Vin של Arduino לממסר אשר נשלט באמצעות כפתור לחצן המחובר מסיכה דיגיטלית למסוף בסיס של טרנזיסטור.

מטרת הארדואינו:

• לספק את כמות הזרם הנדרשת להפעלת ממסר.
• להפעלת טרנזיסטור.
• כדי לשלוט על מהירות מנועי DC עם פוטנציומטר באמצעות תכנות. בדוק בסוף את קוד הארדואינו השלם.

מטרת MOSFET:

MOSFET נדרש לבקרת מהירות המנוע. MOSFET מופעל ומכבה במתח בתדר גבוה ומכיוון שהמנוע מחובר בסדרה עם ניקוז ה- MOSFET, ערך ה- PWM של המתח קובע את מהירות המנוע.

חישובים שוטפים:

ההתנגדות של סליל הממסר נמדדת באמצעות מודד המתברר כ- 400 אוהם

סיכת וין של ארדואינו נותנת = 12 וולט

אז צריך הנוכחי להפעיל את הממסר = 12/400 אמפר = 30 mA

אם שני הממסרים מופעלים, זרם = 30 * 2 = 60 mA

** סיכת Vin של Arduino יכולה לספק זרם מרבי = 200mA.

לפיכך, אין שום בעיה נוכחית בארדואינו.

עבודה של מנוע דו-כיווני מבוקר Arduino:

ההפעלה של מעגל בקרת המנוע הדו-כיווני הזה היא פשוטה. שני הפינים (2, 3) של Arduino יישארו גבוהים תמיד.

כאשר לא לוחצים על כפתור:

במקרה זה שום זרם לא זורם לבסיס הטרנזיסטור, ולכן הטרנזיסטור נשאר כבוי (מתנהג כמו מתג פתוח) שבגללו שום זרם לא זורם לסליל ממסר מפין Vin של Arduino.

כשלוחצים על כפתור אחד:

במקרה זה זרם כלשהו זורם לבסיס הטרנזיסטור באמצעות לחצן לחיצה לחוץ שמפעיל אותו. כעת הזרם זורם בקלות לסליל ממסר מסיכת Vin דרך הטרנזיסטור הזה שמפעיל את הממסר הזה (RELAY A) והמתג של ממסר זה נזרק למצב NO. בעוד ממסר אחר (RELAY B) עדיין נמצא במצב NC. אז זרם זורם ממסוף חיובי של סוללה למסוף שלילי דרך המנוע כלומר זרם ממסר A לממסר B. זה גורם לסיבוב בכיוון השעון של המנוע.

כשלוחצים על לחצן אחר:

הפעם ממסר נוסף נדלק. כעת הזרם זורם בקלות לסליל ממסר מסיכת Vin דרך טרנזיסטור שמפעיל את הממסר הזה (RELAY B) והמתג של ממסר זה נזרק למצב NO. בעוד ממסר אחר (RELAY A) נשאר במצב NC. אז הזרם זורם ממסוף חיובי של סוללה למסוף שלילי של סוללה דרך המנוע. אך הפעם הזרם זורם מממסר B לממסר A. זה גורם לסיבוב המנוע נגד כיוון השעון

כאשר לוחצים על שני כפתורי הלחיצה:

במקרה זה זרם זורם לבסיס שני הטרנזיסטורים שבגללו שני הטרנזיסטור נדלק (מתנהג כמו מתג סגור). וכך הממסר נמצא כעת במצב NO. אז זרם לא זורם ממסוף חיובי של סוללה למסוף שלילי דרך המנוע וכך הוא אינו מסתובב.

בקרת מהירות מנוע DC:

שער MOSFET מחובר לסיכת PWM 6 של ארדוינו UNO. Mosfet מופעל ומכבה במתח תדר PWM גבוה ומכיוון שהמנוע מחובר בסדרה עם ניקוז mosfet, ערך PWM של מתח קובע את מהירות המנוע. כעת המתח בין מסוף המגבים של הפוטנציומטר ל- Gnd קובע את מתח ה- PWM בסיכה מספר 6 וככל שמסבב המגב מסובב, מתח בסיכה אנלוגית A0 משתנה וגורם לשינוי במהירות המנוע.

עבודה מלאה של בקרת מהירות וכיוון מוטורית דו-כיוונית מבוססת ארדואינו מוצגת בסרטון להלן עם קוד הארדואינו.