„Arduino“ nuolatinės srovės variklio greičio ir krypties valdymas naudojant reles ir „mosfet“

Šiame projekte mes valdome 24v didelės srovės variklio kryptį ir greitį naudodami „Arduino“ ir dvi reles. Šiai grandinei nereikia jokių jungiklių, tereikia dviejų mygtukų ir potenciometre valdyti nuolatinės srovės variklio kryptį ir greitį. Vienas mygtukas pasuks variklį pagal laikrodžio rodyklę, o kitas pasuks prieš laikrodžio rodyklę. Vieno n kanalo MOSFET reikalingas variklio greičiui valdyti. Relės naudojamos variklio kryptims perjungti. Tai primena H-Bridge grandinę.

Reikalingi komponentai:

1. Arduino Uno
2. Dvi 12v relės (galima naudoti ir 5v relę)
3. Du tranzistoriai; BC547
4. Du mygtukai
5. IRF540N
6. 10k rezistorius
7. 24 voltų šaltinis
8. 10K potenciometras
9. Trys diodai 1N4007
10. Jungiamieji laidai

Grandinės schema ir paaiškinimai:

Šio dvikrypčio variklio valdymo projekto schema parodyta paveikslėlyje žemiau. Prijunkite jungtis pagal tai:

• Prijunkite paprastai uždarytą abiejų relių gnybtą prie teigiamo akumuliatoriaus gnybto.
• Prijunkite įprastai atidarytą abiejų relių gnybtą prie MOSFET nutekėjimo gnybto.
• Prijunkite MOSFET šaltinį prie neigiamo akumuliatoriaus gnybto ir „Arduino UNO“ įžeminimo kaiščio.
• Vartų terminalas į „Arduino“ PWM 6 kaištį.
• Prijunkite 10 k varžą nuo vartų prie šaltinio ir 1N4007 diodą nuo šaltinio iki nutekėjimo.
• Prijunkite variklį tarp vidurinio relių gnybto.
• Iš dviejų likusių gnybtų vienas eina į „Arduino Uno“ „Vin“ kaištį, kitas - į tranzistoriaus kolektoriaus gnybtą (kiekvienai relei).
• Prijunkite abiejų tranzistorių emiterio gnybtą prie „Arduino“ GND kaiščio.
• „Arduino“ skaitmeninis 2 ir 3 kaiščiai, kiekvienas iš jų nuosekliai su mygtuku, eina į tranzistorių pagrindą.
• Prijunkite diodą per relę tiksliai taip, kaip parodyta paveikslėlyje.
• Prijunkite potenciometro galinį gnybtą prie atitinkamai „Arduino“ 5v ir Gnd kaiščių. Valytuvo gnybtas prie A0 kaiščio.
• ** jei turite dvi atskiras 12 V baterijas, prijunkite vienos baterijos teigiamą gnybtą prie neigiamo kitos baterijos gnybto, o likusius du gnybtus naudokite kaip teigiamus ir neigiamus.

Transistorių paskirtis:

Skaitmeniniai „Arduino“ kaiščiai negali tiekti srovės, reikalingos įprastai 5v relei įjungti. Be to, šiame projekte naudojame 12v relę. „Arduino“ „Vin“ kaištis negali lengvai tiekti tiek daug srovės abiem relėms. Taigi tranzistoriai naudojami srovei iš Arduino „Vin“ kaiščio perduoti į relę, kuri valdoma naudojant mygtuką, sujungtą iš skaitmeninio kaiščio su pagrindiniu tranzistoriaus terminalu.

„Arduino“ tikslas:

• Norėdami pateikti srovės kiekį, reikalingą relės įjungimui.
• Norėdami įjungti tranzistorių.
• Nuolatinės srovės variklių greičiui valdyti naudojant potenciometrą, naudojant programavimą. Pabaigoje patikrinkite visą „Arduino“ kodą.

MOSFET paskirtis:

MOSFET reikalingas variklio greičiui valdyti. MOSFET įjungiamas ir išjungiamas esant aukšto dažnio įtampai ir kadangi variklis yra nuosekliai sujungtas su MOSFET nutekėjimu, PWM įtampos vertė lemia variklio greitį.

Dabartiniai skaičiavimai:

Relinės ritės varža matuojama naudojant multimetrą, kurio vertė yra = 400 omų

Arduino vin pin suteikia = 12v

Taigi srovė turi įjungti relę = 12/400 amperų = 30 mA

Jei abi relės yra įjungtos, srovė = 30 * 2 = 60 mA

** „Arduino“ „Vin“ kaištis gali tiekti maksimalią srovę = 200mA.

Taigi „Arduino“ nėra jokios dabartinės problemos.

„Arduino“ valdomo dvikryptio variklio darbas:

Šią dviejų krypčių variklio valdymo grandinę valdyti paprasta. Abu „Arduino“ kaiščiai (2, 3) išliks visada aukšti.

Nespaudus jokio mygtuko:

Šiuo atveju į tranzistoriaus pagrindą srovė neteka, todėl tranzistorius lieka išjungtas (veikia kaip atviras jungiklis), dėl kurio srovė nepatenka į relės ritę iš „Arduino“ „Vin“ kaiščio.

Kai paspaudžiamas vienas mygtukas:

Šiuo atveju tam tikra srovė teka į tranzistoriaus pagrindą paspaudus mygtuką, kuris jį įjungia. Dabar srovė lengvai patenka į relės ritę iš „Vin“ kaiščio per šį tranzistorių, kuris įjungia šią relę (A RELĖ) ir šios relės jungiklis įmetamas į NE padėtį. Kol kita relė (B RELĖ) vis dar yra NC padėtyje. Taigi srovė teka iš teigiamo akumuliatoriaus gnybto į neigiamą gnybtą per variklį, ty srovė teka iš relės A į relę B. Tai sukelia variklio sukimąsi pagal laikrodžio rodyklę.

Paspaudus kitą mygtuką:

Šį kartą įsijungia dar viena estafetė. Dabar srovė lengvai patenka į relės ritę iš „Vin“ kaiščio per tranzistorių, kuris įjungia šią relę (B RELĖ) ir šios relės jungiklis išmetamas į NE padėtį. Kita relė (A relė) lieka NC padėtyje. Taigi srovė teka iš teigiamo akumuliatoriaus gnybto į neigiamą akumuliatoriaus gnybtą per variklį. Tačiau šį kartą srovė teka iš relės B į relę A. Tai sukelia variklio sukimąsi prieš laikrodžio rodyklę

Paspaudus abu mygtukus:

Šiuo atveju srovė teka į abiejų tranzistorių pagrindą, dėl kurio įsijungia abu tranzistoriai (veikia kaip uždaras jungiklis). Taigi abi estafetės pozicijos NĖRA. Taigi srovė nepatenka iš teigiamo akumuliatoriaus gnybto į neigiamą gnybtą per variklį ir todėl nesisuka.

Nuolatinės srovės variklio greičio valdymas:

„MOSFET“ vartai yra prijungti prie „Arduino UNO“ PWM 6 kaiščio. „Mosfet“ įjungiamas ir išjungiamas esant didelei PWM dažnio įtampai ir kadangi variklis yra nuosekliai sujungtas su „mosfet“ nutekėjimu, PWM įtampos vertė lemia variklio greitį. Dabar įtampa tarp potenciometro valytuvo gnybto ir Gnd nustato PWM įtampą kaištyje Nr. 6 ir, kai valytuvo gnybtas yra pasuktas, įtampa analoginiame kaiščio A0 kaita keičia variklio greitį.

Visiškas šio „ Arduino“ pagrindu veikiančio dvikrypčio variklio greičio ir krypties valdymo darbas yra pateiktas žemiau esančiame vaizdo įraše su „Arduino“ kodu.