Кішкентай H-Bridge жүргізушілері - Негіздері: 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Сәлеметсіз бе, тағы бір нұсқаулыққа қош келдіңіз! Алдыңғысында мен сізге KiCad -те питон сценарийін қолдана отырып катушкаларды қалай құрғанымды көрсеттім. Содан кейін мен қайсысы жақсы жұмыс істейтінін білу үшін катушкалардың бірнеше нұсқасын жасадым және сынап көрдім. Менің мақсатым-механикалық 7 сегментті дисплейдегі үлкен электр магниттерді ПХД катушкаларымен ауыстыру.

Бұл нұсқаулықта мен H көпірінің негізін қарастырамын және оны сегменттерді басқару үшін қалай қолданатынымды көрсетемін. Ақырында, мен сізді нарықта қол жетімді шағын пакеттердегі H-көпірлерінің кейбірімен таныстырамын.

Бастайық

1 -қадам: Жоспар

Түпнұсқалық конструкцияда мен катушка қуат алған кезде ол магнитке сегментте қарсы тұрады немесе итеріп жіберетін етіп жасадым. Бірақ катушкадан қуат алынбаған кезде, магнит электр магниттің өзегіне тартылады, осылайша сегмент өзінің бастапқы қалпына келеді. Әрине, бұл жұмыс істемейді, өйткені ПХД катушкасында ядро жоқ. Менде шынында ортасында саңылауы бар бір катушка болды, бірақ ол жұмыс істемеді.

Ядро болмаса, катушка қуатсыз болса да, сегмент жаңа күйінде қалады. Сегментті бастапқы күйіне қайтару үшін катушка арқылы өтетін ток кері бұрылуы керек, бұл өз кезегінде полюстерді аударады және бұл жолы магнитті тартады.

2-қадам: H-Bridge негіздері

Қажетті токтың өзгеруіне 4 бас қосқыштан тұратын тізбек көмегімен қол жеткізіледі H бас әріпі, демек H-Bridge атауы. Бұл көбінесе тұрақты ток қозғалтқышының айналу бағытын өзгерту үшін қолданылады.

Н-көпірдің әдеттегі орналасуы 1-суретте көрсетілген. Жүктеме/қозғалтқыш (немесе біздің жағдайда ПХД катушкасы) суретте көрсетілгендей екі аяқтың арасына орналастырылады.

Егер S1 және S4 ажыратқыштары жабық болса, онда ток 3 -суретте көрсетілгендей өтеді, ал S2 және S3 қосқыштары жабылған кезде, ток 4 -суретте көрсетілгендей қарама -қарсы бағытта өтеді.

S1 және S3 немесе S2 және S4 қосқыштары суретте көрсетілгендей ешқашан жабылмайтынын қадағалау керек. Бұл электрмен жабдықтауды қысқартады және қосқыштарды зақымдауы мүмкін.

Мен дәл осы схеманы коммутатор ретінде 4 түймені және жүктеме ретінде қозғалтқышты пайдаланып тақтаға салдым. Айналу бағытының өзгеруі ток бағыты да кері кеткенін растайды. Тамаша!

Бірақ мен ол жерде отыруды және түймелерді қолмен басуды қаламаймын. Мен бұл жұмысты микроконтроллер орындағанын қалаймын. Бұл схеманы іс жүзінде құру үшін біз MOSFET -ті коммутатор ретінде қолдана аламыз.

3-қадам: Кішкентай H көпірлері

Әр сегментке 4 MOSFET қажет болады. Сіз болжап отырғандай, басқару схемасы 7 сегмент үшін өте үлкен болады, сонымен қатар басқа MOSFET қақпасын басқаратын басқа да қосымша компоненттер, бұл ақырында менің дисплейді кішірейту мақсатымды бұзады.

Мен SMD компоненттерін қолдана аламын, бірақ бұл әлі де үлкен және күрделі болар еді. Егер арнайы IC болса, әлдеқайда жеңіл болар еді. PAM8016, IC -ге сәлем айтыңыз, барлық компоненттері 1,5 х 1,5 мм шағын пакетте!

Деректер кестесіндегі оның функционалды блок-схемасын қарастыра отырып, біз H-көпірін, қақпа драйверлерін, қысқа тұйықталудан қорғаныс пен жылуды өшіруді көре аламыз. Катушка арқылы өтетін токтың бағытын чипке тек екі кірісті қамтамасыз ету арқылы басқаруға болады. Тәтті!

Бірақ бір мәселе бар. Бұл кішкентай чипті дәнекерлеу - бұл бірнеше светодиодтар мен резисторлармен дәнекерлеудің жалғыз тәжірибесі бар адам үшін қорқыныш. Бұл да темірді қолдану арқылы! Бірақ мен бәрібір атуды шештім.

Балама ретінде мен DRV8837 таптым, ол дәл солай істейді, бірақ сәл үлкенірек. Мен LCSC-те дәнекерлеудің оңай нұсқаларын іздеуді жалғастыра бергенде, мен FM116B-ды кездестірдім, ол тағы да сол, бірақ қуаты аз және SOT23 пакетінде, тіпті қолмен дәнекерлеуге болады. Өкінішке орай, кейінірек мен жеткізілімге байланысты тапсырыс бере алмайтынымды білдім.

4 -қадам: Ажырату тақталарын жасау

IC -ді соңғы ПХД -ге енгізбес бұрын, мен сегменттерді қалағандай басқара алатынымды тексергім келді. Көріп отырғаныңыздай, IC -лер нанға ыңғайлы емес, сонымен қатар мыс сымдарын оған тікелей дәнекерлеу дағдылары жақсы емес. Сондықтан мен нарықта қол жетімді болмайтындықтан, тақтайша жасауды шештім. Ажырату тақтасы IC түйреуіштерін басылған платаға «сындырады», олар өздері түйреуіштері бар, олар дәнекерленбеген нан тақтасы үшін өте ыңғайлы орналасқан, бұл сізге IC пайдалануға оңай қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Деректер кестесін қарау қандай түйреуіштерді ажырату керектігін шешуге көмектеседі. Мысалы, DRV8837 жағдайында:

• IC -де қуат көзіне арналған екі түйреуіш бар: біреуі жүктеме/қозғалтқыш (VM) үшін, екіншісі логика үшін (VCC). Мен екеуіне де 5В қолданатындықтан, мен екі түйреуішті қосамын.
• Келесі - nSleep түйреуіші. Бұл белсенді төмен түйреуіш, яғни оны GND -ге қосу IC -ді ұйқы режиміне қосады. Мен IC үнемі белсенді болғанын қалаймын, сондықтан мен оны 5В -ге тұрақты түрде қосамын.
• Кірістерде ішкі тартылатын резисторлар бар. Сондықтан борттағыларды қамтамасыз етудің қажеті жоқ.
• Деректер кестесінде VM және VCC түйреуіштеріне 0,1uF айнымалы конденсаторды қою туралы айтылады.

Жоғарыда айтылған жайттарды есте ұстай отырып, мен KiCad -дағы IC -ге арналған тарату тақтасын жасап, ПХД мен трафаретті жасау үшін Gerber файлдарын JLCPCB -ге жібердім. Gerber файлдарын жүктеу үшін мына жерді басыңыз.

5 -қадам: сегментті басқару

JLCPCB -ден ПХД мен трафаретті алғаннан кейін мен тақтаны жинадым. Бұл мен бірінші рет трафаретті қолдандым және кішкене IC -ді дәнекерледім. Саусақтар қиылды! Мен дәнекерленген пастаны қайта ағызу үшін шүберек үтікті ыстық пеш ретінде қолдандым.

Бірақ мен қанша тырыссам да, әрқашан PAM8016 астында бір дәнекерлеу көпірі болды. Бақытымызға орай, DRV8837 бірінші әрекетте сәтті болды!

Келесі - сегментті басқара алатынымды тексеру. DRV8837 мәліметтер кестесіне сәйкес IN1 және IN2 түйреуіштеріне HIGH немесе LOW қамтамасыз етуім керек. IN1 = 1 & IN2 = 0 болғанда, ток бір бағытта, ал IN1 = 0 & IN2 = 1 болғанда, ток қарама -қарсы бағытта өтеді. Ол істейді!

Жоғарыда көрсетілген қондырғы микроконтроллерден екі кірісті және толық көрсету үшін 14 кірісті қажет етеді. Екі кіріс әрқашан бір -бірімен толықтырылып отыратындықтан, егер IN1 ЖОҒАРЫ болса, онда IN2 - ТӨМЕН және керісінше, екі бөлек кірісті берудің орнына біз бір кіріске сигналды (1 немесе 0) тікелей жібере аламыз, ал басқа кіріс беріледі. оны аударатын NOT қақпасынан өткеннен кейін. Осылайша, біз сегментті/катушканы қарапайым 7 сегментті дисплеймен бірдей бір кірісті басқара аламыз. Және ол күткендей жұмыс істеді!

6 -қадам: Әрі қарай не болады?

Сонымен, әзірше осылай! Келесі және соңғы қадам-7 катушкалар мен H-Bridge драйверлерін (DRV8837) бір ПХД-да біріктіру. Сондықтан бұған дайын болыңыз! Маған төмендегі түсініктемелерде өз ойларыңыз бен ұсыныстарыңызды айтыңыз.

Соңына дейін ұстағаныңыз үшін рахмет. Барлығыңызға бұл жоба ұнады деп үміттенемін және бүгін жаңа нәрсе білдіңіз. Басқа да осындай жобалар үшін менің YouTube каналыма жазылыңыз.