H-brug op 'n broodbord: 8 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

Die H-brug is 'n stroombaan wat 'n motor vorentoe en agtertoe kan dryf. Dit kan 'n baie eenvoudige stroombaan wees wat slegs 'n handjievol komponente benodig om te bou. Hierdie instruksie demonstreer hoe om 'n basiese H-brug op 'n bord te sit. Na voltooiing moet u vertroud wees met die basiese werking van 'n H-Bridge en gereed wees om verder te gaan na meer ingewikkelde weergawes wat groter, kragtiger motors kan ondersteun.

Stap 1: Versamel die onderdele

Slegs 'n handjievol onderdele word benodig. 1) 'n Broodbord 2) 'n Klein DC-motor wat op ~ 7 volt kan werk3) 'n 9-volt-battery en 'n batteryknip 4) Vier klein sein-NPN-transistors. Ons gebruik die 2N2222A hier. 2N3904 is 'n ander algemene onderdeelnommer en duisende ander sal dit doen. 5) Vier 22k ohm resitors6) Twee drukknoppies skakelaars

Stap 2: H-brugteorie

Die H-brug is 'n stroombaan wat 'n GS-motor vorentoe en agtertoe kan dryf. Die motorrigting word verander deur die polariteit van die spanning te verander om die motor een of ander kant te draai. Dit word maklik bewys deur 'n 9-volt-battery op die leidings van 'n klein motor aan te bring en dan die terminale oor te skakel om van rigting te verander. Die naam van die H-brug word gegee op grond van die basiese stroombaan wat die werking daarvan aantoon. Die kring bestaan uit vier skakelaars wat die stroombaan voltooi wanneer hulle in pare toegepas word. As skakelaars S1 en S4 gesluit is, kry die motor krag en draai dit. As S2 en S3 gesluit is, kry die motor krag en draai in die ander rigting. Let op dat S1 en S2 of S3 en S4 nooit saam gesluit moet word om 'n kortsluiting te vermy nie. Dit is duidelik dat fisiese skakelaars onprakties is, aangesien niemand daar gaan sit om die skakelaars in pare om te sit om hul robot vorentoe of agteruit te laat beweeg nie. Dit is waar die transistors inkom. 'N Transistor dien as 'n vaste toestand skakelaar wat sluit wanneer 'n klein stroom op die basis toegepas word. Omdat slegs 'n klein stroom nodig is om 'n transistor te aktiveer, kan ons die helfte van die stroombaan met 'n enkele sein voltooi. Dit is genoeg teorie om te begin, laat ons begin bou.

Stap 3: Skakel die H-brug aan

Ons begin deur die kragdrade uit te lê. Koppel u batteryklem aan die een hoek van die kragbus. Die konvensie is om die positiewe spanning aan die boonste ry en die negatiewe aan die onderste ry te koppel om onderskeidelik die HOOG en LAAG seine aan te dui. Ons verbind dan die boonste en onderste stelle kragbusse.

Stap 4: Die transistor as 'n skakelaar

Die volgende stap is om die transistors op te stel. Onthou in die teorie-afdeling dat ons vier skakelaars nodig het om 'n H-brug te bou, so ons sal al vier transistors hier gebruik. Ons is ook beperk tot die uitleg van 'n broodbord, sodat die werklike stroombaan nie soos die letter H. sal lyk nie. Kom ons kyk vinnig na 'n transistor om die huidige vloei te verstaan. Daar is drie bene op elke transistor wat bekend staan as die kollektor, basis en emitter. Nie alle transistors deel dieselfde volgorde nie, dus raadpleeg 'n datablad as u nie een van die onderdeelnommers in stap een gebruik nie. As 'n klein stroom op die basis toegedien word, kan 'n ander groter stroom van kollektor na emitter. Dit is belangrik, so ek sal dit weer sê. 'N Transistor laat 'n klein stroom toe om 'n groter stroom te beheer. In hierdie geval moet die emitter altyd met die aarde verbind word. Let daarop dat die huidige vloei deur 'n klein pyltjie in die onderstaande figuur voorgestel word.

Stap 5: Polariteite verander

Nou gaan ons die transistors in die onderste helfte van die broodbord in lyn bring, en die rigting vir elke ander transistor draai. Elke paar aangrensende transistors dien as die helfte van die H-brug. 'N Voldoende ruimte moet in die middel gelaat word om 'n paar springers en uiteindelik die motorleidings te pas. Volgens verbind ons die transistor se versamelaar en emitter met die positiewe en negatiewe kragbusse. Laastens voeg ons die springers by wat aansluit by die motorkabels. Die transistors is nou gereed om 'n stroom deur te voer wanneer die basis geaktiveer is.

Stap 6: Toepassing van 'n sein

Ons moet 'n klein stroom op elk van die transistors in pare toedien. Eerstens moet ons 'n weerstand aansluit by die basis van elke transistor. Volgens verbind ons elke stel weerstande met 'n gemeenskaplike punt om 'n skakelaar aan te sluit, en voeg dan die twee skakelaars by wat ook op die positiewe bus aansluit. Hierdie skakelaars aktiveer die een helfte van die H-brug op 'n slag, en uiteindelik sluit ons die motor aan. Dis dit. Koppel jou battery en toets jou stroombaan. Die motor moet een rigting draai as een knop gedruk word en die teenoorgestelde rigting wanneer die ander knoppie gedruk word. Die twee knoppies moet nie gelyktydig geaktiveer word nie.

Stap 7: Kry 'n duidelike prentjie

Hier is 'n diagram van die volledige stroombaan as u dit as verwysing wil stoor. Die oorspronklike grafika is met vergunning van Oomlout.

Stap 8: Meer krag vir Ya

Goed, so jy het 'n blink nuwe H-brug op 'n broodbord. Nou wat? Die belangrikste is dat u verstaan hoe 'n basiese H-brug werk en dat die belangrikste dinge dieselfde is, ongeag hoeveel krag u druk. Hier is 'n paar wenke om 'n stap verder te neem om groter motors en meer krag te ondersteun. - U kan Pulse Width Modulation (PWM) in die plek van die twee skakelaars gebruik om die snelheid van die motor te beheer. Dit is maklik as u 'n mikrobeheerder tot u beskikking het en kan ook sonder 'n te veel moeite gedoen word met 'n 555 of 556 timer IC en 'n paar passiewe. - Die sleutel tot die ondersteuning van motors met hoër krag is transistors met hoër krag. Transistors met medium krag en Power MOSFET's in TO-220-kaste kan aansienlik meer krag hanteer as die lae-krag TO-92-transistors wat ons hier gebruik. Behoorlike heatsinks verhoog ook die kapasiteit. - Die meeste H-Bridges is gebou met beide NPN- en PNP-transistors om kortsluitings te voorkom en stroomvloei te optimaliseer. Ons het slegs NPN hier gebruik om die stroombaan te vereenvoudig. - Terugdraaidiodes word gewoonlik gebruik in H-brûe met 'n hoër krag om die res van die stroombaan te beskerm teen gevaarlike spannings wat deur die spoel van die motor geproduseer word wanneer die krag ontkoppel word. Hierdie diodes word oor die transistor aangewend in die stroomstroom en weerstaan hierdie skadelike EMF -rugspannings. - Die TIP 102 en TIP 107 is 'n paar komplementêre kragtransistors wat ingeboude terugdraaidiodes het. Die WENK 122/127 en 142/147 is soortgelyke paar kragtransistors. Dit behoort genoeg te wees om u in die regte rigting te plaas as u wil voortgaan.