Condução de motor DC usando ponte H: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Ola pessoal!

Neste instrutível, mostrarei como construir uma ponte H - um circuito eletrônico simples que nos permite aplicar tensão à carga em qualquer direção. É comumente usado em aplicações de robótica para controlar motores CC. Usando a ponte H, podemos operar o motor CC no sentido horário ou anti-horário.

Etapa 1: Hardware necessário

Os seguintes componentes foram usados:

1. regulador de tensão x1 7805

2. Transistor PNP 2N2907 x2 (Q1, Q3)

3. x2 2N2222 Transistor NPN (Q2, Q4)

4. Diodo x4 1N4004 (D1. D2, D3, D4)

5. Resistor x4 1K (R1, R2, R3, R4)

6. x3 255SB SPDT interruptor deslizante

7. Conector DC x1 (12V)

8. Conector 2Pin x2

9. Motor DC x1

Etapa 2: esquemático do papel

A imagem mostra um esquema em papel do circuito do driver do motor CC da ponte H. O circuito acima tem uma desvantagem. Eu estava enfrentando um problema com o diodo 1N5817, então usei o 1N4004. Os transistores Q1, Q2 e Q3, Q4 não mudarão de estado porque não estão conectados ao ponto de aterramento. Esses problemas foram corrigidos no esquema do circuito usando o software Eagle.

Etapa 3: esquema do circuito e princípio de funcionamento

A imagem mostra um esquema do circuito do driver do motor DC da ponte H usando o software Eagle.

Neste circuito, todos os transistores são ligados como interruptores. Um transistor NPN (Q3 e Q4) estará LIGADO quando dermos ALTO a ele e um transistor PNP (Q1 e Q2) estará LIGADO quando dermos BAIXO a ele. Então, quando (A = BAIXO, B = ALTO, C = BAIXO, D = ALTO), os transistores Q1 e Q4 estarão LIGADOS e Q2 e Q3 estarão DESLIGADOS, então o motor gira no sentido horário. Da mesma forma, quando (A = ALTO, B = BAIXO, C = ALTO, D = BAIXO), os transistores Q2 e Q3 estarão LIGADOS e os transistores Q1 e Q4 estarão DESLIGADOS, portanto, o motor gira no sentido anti-horário.

1N4004 (D1 ~ D4) é usado como um diodo de rotação livre, pois é um diodo de comutação rápida. Evita problemas devido à tensão negativa produzida pela fem posterior do motor cc. Os resistores R1 - R4 são usados para limitar a corrente de entrada dos transistores e são projetados de forma que o transistor funcione como uma chave. São usados 3 interruptores deslizantes (S1, S2 e S3). S1 é usado para a função ON e OFF do motor. S2 e S3 são usados para rotação no sentido horário e anti-horário do motor.

Etapa 4: Design de PCB

A imagem mostra um projeto de circuito PCB do driver do motor DC da ponte H usando o software Eagle.

A seguir estão as considerações de parâmetro para design de PCB:

1. A espessura da largura do traço é de no mínimo 8 mil.

2. A lacuna entre o cobre plano e o traço de cobre é de no mínimo 8 mil.

3. A lacuna entre um traço a traçar é de no mínimo 8 mil.

4. O tamanho mínimo da broca é 0,4 mm

5. Todas as trilhas que têm o caminho atual precisam de traços mais grossos

Etapa 5: Upload de Gerber em LionCircuits

O PCB precisa ser fabricado. Encomendei meu PCB da LionCircuits. Você só precisa fazer o upload de seus arquivos Gerber online em sua plataforma e fazer um pedido.

Na imagem acima, você pode ver o design do PCB após o upload na plataforma LionCircuits.

Etapa 6: placa fabricada

Depois de testar na simulação, podemos desenhar o esquema PCB com qualquer programa que você quiser.

Anexei aqui meu próprio projeto e arquivos Gerber.

Etapa 7: Placa de componente montada

A imagem mostra que os componentes estão montados na placa.

Quando eu estava trabalhando com esta placa, o resistor de entrada com o valor de 1k estava criando um problema na rotação do motor então eu coloquei todos os resistores de 1k em curto, então deu certo.

Etapa 8: SAÍDA

Etapa 9: Aprendizagem

Não fiz este circuito em uma placa de ensaio primeiro, é por isso que enfrentei muitos problemas na placa fabricada. Em meu próximo projeto, farei o circuito na placa de ensaio primeiro, depois disso, passarei para a placa de fabricação e aconselho você a fazer o mesmo.