CONDUCTOR DE MOTOR CONDUït PER MOSET: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

CONDUCTORS DE MOTORS

• Els conductors de motor són una part indispensable del món de la robòtica, ja que la majoria dels robots requereixen motors per funcionar i per fer funcionar els motors de manera eficient.
• Són un petit amplificador de corrent; la funció dels conductors de motors és agafar un senyal de control de baix corrent i després convertir-lo en un senyal de corrent superior que pugui accionar un motor.
• El senyal de control de baixa intensitat prové d’un microcontrolador (Arduino Uno en el meu cas) que pot donar una sortida en el rang de 0-5V a 40mA màxim, que després és processat pel controlador del motor per donar una sortida de corrent superior, és a dir, 12-24V a 2- 4A.
• Els conductors de motor solen tenir dues parts

1. Circuit intèrpret de modulació d'ample de pols (PWM) per controlar la velocitat del motor d'acord amb la variació d'entrada PWM del controlador del motor.
2. Un circuit de control de direcció per controlar la direcció del motor.

Pas 1: CIRCUIT D'INTERPRETES PWM

COMPONENTS NECESSARIS

1. MOSFET IRF250N
2. 10K OHM RESISTOR
3. 2A DIODE * 2
4. BATERIA DE 12V

L'IRF 250N és un MOSFET de nivell lògic que converteix l'entrada de 0-5 V a la porta al 0-Vmax corresponent (de la bateria connectada).

La resistència OHM 10K és una resistència desplegable que manté el senyal lògic a prop de zero volts quan no hi ha cap altre dispositiu actiu connectat.

Els díodes s’utilitzen com a díode flyback. Un díode de retrocés (de vegades anomenat díode de roda lliure) és un díode que s’utilitza per eliminar el retrocés, que és la pujada sobtada de tensió que es veu a través d’una càrrega inductiva quan el seu corrent d’alimentació es redueix o s’interromp de sobte.

NOTA- Atès que s’utilitza una bateria externa, ha de tenir connexió a terra comuna amb el microcontrolador. Això es fa connectant el terminal negatiu de la bateria a GND del microcontrolador.

Pas 2: CIRCUIT DE CONTROL DE DIRECCIÓ

COMPONENTS NECESSARIS

1. RELÈ DE 8 PINS (58-12-2CE OEN)
2. MOSFET IRF250N
3. RESISTOR 10M OHM * 3
4. LED de 3 mm * 2

El MOSFET que s’utilitza en aquest circuit és el mateix que el circuit anterior, és a dir, l’IRF250N, però en lloc de donar PWM a la porta només estem donant Analog High and Low perquè només hem d’encendre i apagar el relé.

El relé funciona a 12V, però el màxim analògic rebut d'Arduino és màxim de 5V, de manera que aquí hem utilitzat el MOSFET com a commutador.

El relé utilitzat (58-12-2CE OEN) és de 8 pins.

• Els primers 2 pins són energitzadors de bobines, és a dir, quan s’alimenten canvien la connectivitat de Common de normalment connectat (NC) a normalment obert (NO).
• Comú rep l'entrada per lliurar-la a la sortida (motor).
• NC rep energia de Common quan la bobina no s’alimenta i el NO està desconnectat.
• Quan la bobina s’alimenta, NO rep energia de Common i NC es desconnecta.

Estem creuant entre NO i NC, cosa que ens proporcionarà el canvi de polaritat

Es connecten dos LED en paral·lel a la sortida juntament amb una resistència de 10K ohms, ambdues en polaritat oposada. Actuaran com a notificadors de direcció, ja que es brillarà quan el corrent flueix en una direcció i viceversa.

Pas 3: EL MICROCONTROLADOR

El microcontrolador té 2 senyals per lliurar

1. PWM per variar la velocitat del motor.
2. Analògic alt i baix per canviar la direcció del motor.

EL CODI ES PROPORCIONA A L’ADJUNT

La sortida del PIN 3 de PWM està connectada al circuit d’intèrpret de la porta del PWM.

La sortida del PIN 11 està connectada al circuit de la porta del relé.

NOTA: si tots dos circuits utilitzen la mateixa font d'alimentació, només cal que qualsevol d'ells tingui una connexió a terra comuna; si s’utilitza 2 fonts d’alimentació, cal que tots dos circuits tinguin una connexió a terra comuna

INPUT =

0 i 1 per a la direcció

0-255 per a la velocitat; 0 per parar i 255 per a la velocitat màxima.

FORMAT =

espai

Per exemple: 1 255

0 50

ÉS IMPORTANT NOTAR QUE EL CIRCUIT D’INTÈRPRET PWM ÉS SUFICIENT SI L’USUARI NOMÉS ESTÀ DISPOSAT DE CANVIAR LA VELOCITAT DEL MOTOR O ENCENDIR-LO I APAGAR-SE SENSE CANVIAR LA SEVA DIRECCIÓ

Pas 4: INTEGRACIÓ DEL SISTEMA

Després de fabricar tots els components del controlador del motor, és hora d’integrar-los tots, és a dir, l’intèrpret PWM, el circuit de retransmissió amb el microcontrolador.

• La sortida de l'intèrpret PWM està connectada al comú del relé.
• Tots dos circuits estan connectats a la bateria mitjançant un PowerBoard. Un PowerBoard és un circuit de seguretat format per un condensador (utilitzat per filtrar l'entrada), un díode (per comprovar la polaritat de la bateria) i un fusible (per limitar el corrent) per protegir el circuit en condicions extremes.

No es necessita PowerBoard mentre el motor no està carregat, però mentre es fa servir el controlador del motor en un robot, es recomana utilitzar-lo.

• Connecteu Gate al circuit d’intèrpret PWM al pin 3 de pwm
• Connecteu el circuit de la porta del relé al pin 11.

Pas 5: DESENVOLUPAMENT

• Inicialment, feia servir un transistor per canviar el relé, però no era capaç de controlar el corrent que hi circulava, així que vaig haver de canviar a MOSFET.
• Havia utilitzat un condensador entre la font i la porta del MOSFET per garantir que no hi hagués cap corrent, però més tard em vaig adonar que no era necessari.