MOTOR DE MOTOR CONDUZIDO POR MOSET: 5 etapas

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

MOTORISTAS

• Os drivers de motor são uma parte indispensável do mundo da robótica, pois a maioria dos robôs requer motores para funcionar e para operar os motores de forma eficiente, os drivers do motor entram em ação.
• Eles são um pequeno amplificador de corrente; a função dos drivers de motor é pegar um sinal de controle de baixa corrente e então transformá-lo em um sinal de alta corrente que pode acionar um motor.
• O sinal de controle de baixa corrente vem de um microcontrolador (Arduino Uno no meu caso) que pode dar saída na faixa de 0-5 V a 40 mA no máximo, que é então processado pelo driver do motor para dar saída de corrente mais alta, ou seja, 12-24 V a 2 4A.
• Drivers de motor geralmente têm duas partes

1. Circuito interpretador de modulação por largura de pulso (PWM) para controlar a velocidade do motor de acordo com a variação de entrada PWM do driver do motor.
2. Um circuito de controle de direção para controlar a direção do motor.

Etapa 1: CIRCUITO DE INTERPRETADOR PWM

COMPONENTES NECESSÁRIOS

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

IRF 250N é um MOSFET de nível lógico que converte a entrada de 0-5 V na porta para o 0-Vmax correspondente (da bateria conectada).

O resistor de 10K OHM é um resistor pull-down que mantém o sinal lógico próximo a zero volts quando nenhum outro dispositivo ativo está conectado.

Os diodos são usados como um diodo flyback. Um diodo flyback (às vezes chamado de diodo de roda livre) é um diodo usado para eliminar o flyback, que é o pico repentino de tensão visto em uma carga indutiva quando sua corrente de alimentação é repentinamente reduzida ou interrompida.

NOTA- Uma vez que uma bateria externa está sendo usada, ela deve ser aterrada em comum com o microcontrolador. Isso é feito conectando o terminal negativo da bateria ao GND do microcontrolador.

Etapa 2: CIRCUITO DE CONTROLE DE DIREÇÃO

COMPONENTES NECESSÁRIOS

1. RELÉ DE 8 PINOS (58-12-2CE OEN)
2. IRF250N MOSFET
3. RESISTOR DE 10K OHM * 3
4. LED de 3 mm * 2

O MOSFET usado neste circuito é o mesmo do circuito anterior, ou seja, IRF250N, mas em vez de fornecer PWM no Gate, estamos apenas dando Analog High e Low porque só temos que ligar e desligar o relé.

O relé opera a 12 V, mas a alta analógica recebida do Arduino é no máximo 5 V, então usamos o MOSFET como um switch aqui.

O relé usado (58-12-2CE OEN) é de 8 pinos.

• Os primeiros 2 pinos são energizadores de bobina, ou seja, quando são alimentados, eles alternam a conectividade de Comum de Normalmente Conectado (NC) para Normalmente Aberto (NO).
• Comum recebe a entrada para entregá-la à saída (motor).
• NC recebe energia do Comum quando a bobina não está energizada e NO está desconectado.
• Quando a bobina é energizada, NO recebe energia do Comum e NC é desconectado.

Estamos cruzando entre NO e NC, o que nos proporcionará a mudança de polaridade

Dois LEDs são conectados em paralelo à saída junto com uma resistência de 10K ohms, ambos em polaridade oposta. Eles atuarão como notificadores de direção, pois um brilhará quando a corrente fluir em uma direção e Vice-Versa.

Etapa 3: O MICROCONTROLADOR

O microcontrolador tem 2 sinais para entregar

1. PWM para variar a velocidade do motor.
2. Analógico alto e baixo para mudar a direção do motor.

O CÓDIGO É FORNECIDO NO ANEXO

A saída do PWM PIN 3 é conectada ao circuito do interpretador Gate of PWM.

A saída do PINO 11 é conectada ao Circuito Gate of Relay.

NOTA - Se ambos os circuitos estiverem usando a mesma fonte de alimentação, apenas qualquer um deles precisará ser aterrado comum; se 2 fontes de alimentação forem usadas, então ambos os circuitos precisam ter aterramento comum

INPUT =

0 e 1 para direção

0-255 para velocidade; 0 para parar e 255 para velocidade máxima.

FORMAT =

espaço

Por exemplo, = 1 255

0 50

É IMPORTANTE OBSERVAR QUE O CIRCUITO PWM INTERPRETADOR É SUFICIENTE PARA SI SE O USUÁRIO APENAS DESEJA ALTERAR A VELOCIDADE DO MOTOR OU LIGÁ-LO E DESLIGÁ-LO SEM ALTERAR SUA DIREÇÃO

Etapa 4: INTEGRAÇÃO DO SISTEMA

Depois de fazer todos os componentes do driver do motor, é hora de integrar todos os três, ou seja, o interpretador PWM, o circuito de relé com o microcontrolador.

• A saída do interpretador PWM é conectada ao comum do relé.
• Ambos os circuitos são conectados à bateria por meio de um PowerBoard. Um PowerBoard é um circuito de segurança que consiste em um capacitor (usado para filtrar a entrada), um diodo (para verificar a polaridade da bateria) e um fusível (para limitar a corrente) para proteger o circuito em condições extremas.

O PowerBoard não é necessário enquanto o motor está sem carga, mas ao usar o driver do motor em um robô, é recomendado usá-lo.

• Conecte o Gate no circuito do interpretador PWM ao pino 3 do PWM
• Conecte o circuito do Gate of Relay ao pino 11.

Etapa 5: DESENVOLVIMENTO

• Inicialmente, eu estava usando um transistor para alternar o relé, mas ele não era capaz de lidar com a corrente que fluía por ele, então tive que alternar para o MOSFET.
• Eu tinha usado um capacitor entre a fonte e a porta do MOSFET para garantir que não houvesse fluxo de corrente entre eles, mas depois percebi que não era necessário.