DRIVER MOTORIZZATO MOSET: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

CONDUCENTI A MOTORE

• I driver dei motori sono una parte indispensabile del mondo della robotica poiché la maggior parte dei robot richiede che i motori funzionino e per farli funzionare in modo efficiente i driver dei motori entrano in gioco.
• Sono un piccolo amplificatore di corrente; la funzione dei driver del motore è quella di prendere un segnale di controllo a bassa corrente e quindi trasformarlo in un segnale a corrente più elevata in grado di pilotare un motore.
• Il segnale di controllo a bassa corrente proviene da un microcontrollore (Arduino Uno nel mio caso) che può fornire un'uscita nell'intervallo 0-5 V a 40 mA massimo che viene quindi elaborato dal driver del motore per fornire un'uscita di corrente più elevata, ovvero 12-24 V a 2- 4A.
• I driver del motore di solito hanno due parti

1. Circuito interprete Pulse Width Modulation (PWM) per controllare la velocità del motore in base al PWM di ingresso variabile dal driver del motore.
2. Un circuito di controllo della direzione per controllare la direzione del motore.

Passaggio 1: CIRCUITO INTERPRETE PWM

COMPONENTI RICHIESTI

1. MOSFET IRF250N
2. RESISTENZA 10K OHM
3. DIODO 2A*2
4. BATTERIA 12V

IRF 250N è un MOSFET a livello logico che converte l'ingresso 0-5 V al gate nel corrispondente 0-Vmax (della batteria collegata).

Il resistore da 10K OHM è un resistore pull-down che mantiene il segnale logico vicino a zero volt quando nessun altro dispositivo attivo è collegato.

I diodi sono usati come diodo flyback. Un diodo flyback (a volte chiamato diodo a ruota libera) è un diodo utilizzato per eliminare il flyback, che è l'improvviso picco di tensione visto attraverso un carico induttivo quando la sua corrente di alimentazione viene improvvisamente ridotta o interrotta.

NOTA- Poiché viene utilizzata una batteria esterna, questa deve essere messa a terra in comune con il microcontrollore. Questo viene fatto collegando il terminale negativo della batteria a GND del microcontrollore.

Fase 2: CIRCUITO DI CONTROLLO DIREZIONE

COMPONENTI RICHIESTI

1. RELÈ A 8 PIN (58-12-2CE OEN)
2. MOSFET IRF250N
3. RESISTENZA 10K OHM*3
4. LED 3mm *2

Il MOSFET utilizzato in questo circuito è lo stesso del circuito precedente, ovvero IRF250N, ma invece di fornire PWM al Gate, stiamo solo dando Analog High e Low perché dobbiamo solo accendere e spegnere il relè.

Il relè funziona a 12 V, ma l'Alto analogico ricevuto da Arduino è al massimo 5 V, quindi qui abbiamo usato il MOSFET come interruttore.

Il Relè utilizzato (58-12-2CE OEN) è a 8 pin.

• I primi 2 pin sono elettrificatori a bobina, ovvero quando sono alimentati commutano la connettività del comune da normalmente connesso (NC) a normalmente aperto (NO).
• Il comune riceve l'input per consegnarlo all'uscita (motore).
• NC riceve alimentazione da Comune quando la bobina non è alimentata e NO è scollegato.
• Quando la bobina è alimentata NO riceve alimentazione dal Comune e NC viene disconnesso.

Stiamo attraversando tra NO e NC che ci fornirà il cambio di polarità

Due LED sono collegati in parallelo all'uscita insieme a una resistenza da 10K ohm entrambi in polarità opposta. Agiranno come notificatori di direzione in quanto si illumineranno quando la corrente scorre in una direzione e viceversa.

Fase 3: IL MICROCONTROLLORE

Il microcontrollore ha 2 segnali da fornire

1. PWM per variare la velocità del motore.
2. Analog High e Low per cambiare la direzione del motore.

IL CODICE È FORNITO IN ALLEGATO

L'uscita dal PIN 3 PWM è collegata al circuito dell'interprete Gate of PWM.

L'uscita dal PIN 11 è collegata alla Porta del Circuito Relè.

NOTA - Se entrambi i circuiti utilizzano la stessa fonte di alimentazione, solo uno di essi richiede la messa a terra comune; se vengono utilizzate 2 fonti di alimentazione, entrambi i circuiti devono essere messi a terra in comune

INGRESSO=

0 e 1 per la direzione

0-255 per la velocità; 0 per l'arresto e 255 per la velocità massima.

FORMATO=

spazio

Es = 1 255

0 50

È IMPORTANTE NOTARE CHE IL CIRCUITO DELL'INTERPRETE PWM È SUFFICIENTE DA SOLO SE L'UTILIZZATORE È DISPOSTO A CAMBIARE LA VELOCITÀ DEL MOTORE O AD ACCENDERLO E SPEGNERE SENZA CAMBIARNE LA DIREZIONE

Fase 4: INTEGRAZIONE DEL SISTEMA

Dopo aver realizzato tutti i componenti del driver del motore è il momento di integrarli tutti e tre ovvero l'interprete PWM, circuito relè con il microcontrollore.

• L'uscita dell'interprete PWM è collegata al comune del relè.
• Entrambi i circuiti sono collegati alla batteria tramite PowerBoard. Un PowerBoard è un circuito di sicurezza costituito da un condensatore (utilizzato per filtrare l'ingresso), un diodo (per verificare la polarità della batteria) e un fusibile (per limitare la corrente) per proteggere il circuito in condizioni estreme.

PowerBoard non è necessario quando il motore non è sotto carico, ma quando si utilizza il driver del motore in un robot si consiglia di utilizzarlo.

• Collegare Gate sul circuito dell'interprete PWM al pin 3 pwm
• Collegare il circuito Gate of Relay al pin 11.

Fase 5: SVILUPPO

• Inizialmente, stavo usando un transistor per commutare il relè, ma non era in grado di gestire la corrente che lo attraversava, quindi ho dovuto passare al MOSFET.
• Avevo usato un condensatore tra la sorgente e il gate del MOSFET per garantire l'assenza di flusso di corrente tra di loro, ma in seguito mi sono reso conto che non era necessario.