На веригата DC MOTOR контрол на скоростта е преди всичко 555 IC базирани PWM (широчинно-импулсна модулация) схема, разработена, за да получите променлива напрежение над постоянно напрежение. Тук е обяснен методът на ШИМ. Помислете за проста схема, както е показано на фигурата по-долу.
Ако бутонът е натиснат, ако фигурата, тогава двигателят ще започне да се върти и ще бъде в движение, докато бутонът не бъде натиснат. Това натискане е непрекъснато и е представено в първата вълна от фигурата. Ако за даден случай разгледате бутона, натиснат за 8 ms и отворен за 2 ms за цикъл от 10 ms, в този случай двигателят няма да изпитва пълното напрежение на батерията 9V, тъй като бутонът е натиснат само за 8 ms, така че RMS напрежението на клемата двигателят ще бъде около 7V. Поради това намалено RMS напрежение двигателят ще се върти, но с намалена скорост. Сега средното включване за период от 10 ms = Време за включване / (Време за включване + Време за изключване), това се нарича работен цикъл и е от 80% (8 / (8 + 2)).
Във втори и трети случай бутонът се натиска още по-малко време в сравнение с първия случай. Поради това RMS напрежението на клемите на клемите на двигателя дори намалява допълнително. Поради това намалено напрежение скоростта на двигателя дори намалява допълнително. Това намаляване на скоростта с непрекъснат работен цикъл се случва до точка, в която напрежението на клемата на двигателя няма да бъде достатъчно за завъртане на двигателя.
Така че от това можем да заключим, че ШИМ може да се използва за промяна на скоростта на двигателя.
Преди да продължим по-нататък, трябва да обсъдим H-BRIDGE. Сега тази схема има предимно две функции, първата е да задвижва DC мотор от управляващи сигнали с ниска мощност, а другата е да променя посоката на въртене на DC мотора.
Фигура 1
Фигура 2
Фигура 3
Всички знаем, че за двигател с постоянен ток, за да променим посоката на въртене, трябва да променим полярностите на захранващото напрежение на двигателя. За да променим полярностите, използваме H-мост. Сега на фигура 1 имаме четворки. Както е показано на фигура2, за да се въртят двигателите А1 и А2 са затворени. Поради това токът протича през двигателя отдясно наляво, както е показано на 2- ра част на фигура 3. За сега помислете, че двигателят се върти по посока на часовниковата стрелка. Сега, ако ключовете A1 и A2 са отворени, B1 и B2 са затворени. Токът през двигателя тече отляво надясно, както е показано на 1 стчаст от фигура3. Тази посока на текущия поток е противоположна на първата и така виждаме противоположен потенциал на клемата на двигателя на първия, така че двигателят се върти в посока против часовниковата стрелка. Ето как работи H-BRIDGE. Въпреки това двигателите с ниска мощност могат да бъдат задвижвани от H-BRIDGE IC L293D.
L293D е интегрална схема H-BRIDGE, предназначена за задвижване на двигатели с постоянен ток с ниска мощност и е показана на фигура. Тази интегрална схема се състои от два h-моста и така може да задвижва два постояннотокови мотора. Така че тази интегрална схема може да се използва за задвижване на двигателите на робота от сигналите на микроконтролера.
Както вече беше обсъдено по-рано, тази интегрална схема има способността да променя посоката на въртене на DC мотора. Това се постига чрез контролиране на нивата на напрежение при INPUT1 и INPUT2.
|
Активиране на ПИН |
Входен щифт 1 |
Входен щифт 2 |
Посока на двигателя |
|
Високо |
Ниска |
Високо |
Обърни се на дясно |
|
Високо |
Високо |
Ниска |
Завийте наляво |
|
Високо |
Ниска |
Ниска |
Спри се |
|
Високо |
Високо |
Високо |
Спри се |
Така както е показано на фигурата по-горе, за въртене по посока на часовниковата стрелка 2A трябва да е висока, а 1A да е ниска. По същия начин за обратно на часовниковата стрелка 1A трябва да бъде висока и 2A трябва да бъде ниска.
Компоненти на веригата
- + 9v захранване
- Малък мотор с постоянен ток
- 555 Таймер IC
- 1K, 100R резистори
- L293D IC
- 100K -220K предварително зададени или пот
- IN4148 или IN4047 x 2
- 10nF или 22nF кондензатор
- Превключване
Електрическа схема
Веригата е свързана в макет, както е показано на схемата за управление на скоростта на постояннотоковия двигател, показана по-горе. Тук гърнето се използва за регулиране на скоростта на двигателя. Превключвателят е за промяна на посоката на въртене на двигателя. Кондензаторът тук не трябва да е с фиксирана стойност; потребителят може да експериментира с него за правилен.
Работещи
Когато се подава захранване, 555 TIMER генерира ШИМ сигнал с коефициент на заетост, базиран на съотношението на съпротивлението на гърнето. Поради гърнето и двойката диоди, тук кондензаторът (който задейства изхода) трябва да се зарежда и разрежда чрез различен набор от съпротивления и поради това кондензаторът отнема различно време за зареждане и разреждане. Тъй като изходът ще бъде висок, когато кондензаторът се зарежда и е нисък, когато кондензаторът се разрежда, получаваме разлика във високата мощност и ниските времена на изход, и така PWM.
Този ШИМ на таймера се подава към сигналния щифт на L239D h-мост за задвижване на постояннотоковия двигател. С променливото съотношение PWM получаваме променливо RMS напрежение на клемите и съответно скоростта. За да промените посоката на въртене, ШИМ на таймера е свързан към втория сигнален щифт.