Como fazer uma ponte H: 15 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Uma ponte H é um tipo de circuito que você pode usar para fazer um motor CC reversível girar no sentido horário e anti-horário.

Em outras palavras, esse circuito permite que você reverta rapidamente a direção de rotação do motor usando uma chave ou chip controlador para mudar sua direção.

Vou mostrar a você como fazer a forma mais simples e confiável de ponte H que eu sei fazer. Devo avisá-lo que este não é de forma alguma o melhor projeto de ponte H e, na verdade, tem algumas deficiências que explicarei mais tarde.

Embora você nunca tenha feito uma ponte H antes ou simplesmente precise de um circuito que possa reverter a direção do giro do motor, este circuito é uma solução rápida e fácil.

Observe:

Este H-Bridge não é bom. Você pode fazer pontes H simples muito melhores e estou mantendo isso para fins de arquivamento. Confira este Skitter Bot instrutivo para aprender como fazer um mais fácil.

Etapa 1: vá buscar as coisas

Aqui está o que você precisa para obter:

4 - Relés Reed SPST 5VDC 1 - Relé Reed SPDT 5VDC 1 - pacote de clipes de bateria de 9V 1 - bateria de 9V 1 - Interruptor ou interruptor deslizante (SPST) 1 - 7805 Regulador de tensão 1 - Placa PC 1 - Motor DC

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Etapa 2: A verdade sobre as pontes H

Uma ponte H é uma série de quatro switches controláveis em que há dois conjuntos de dois switches.

Um conjunto de interruptores, quando fechado, permite que a eletricidade flua em uma direção. O outro conjunto de interruptores permite que a eletricidade flua na direção oposta.

Outra característica importante de uma ponte H é que ela normalmente pode usar uma tensão menor (5 VCC de um microcontrolador, por exemplo) para controlar uma tensão muito maior (12 VCC usado para alimentar um motor). Essas duas fontes de tensão separadas são mantidas isoladas uma da outra.

As pontes H podem ser feitas com 4 relés ou 4 transistores.

O melhor tipo de ponte H é feito com transistores, uma vez que eles podem ser facilmente usados para controlar a velocidade de um motor (usando a tensão menor para modular a tensão muito maior do motor). Uma ponte H feita com relés (como o que estamos fazendo) não pode ser facilmente usada para alterar a velocidade de um motor (a menos, é claro, a tensão do motor está sendo fornecida por uma fonte de energia capaz de ser modulada … ou seja, a ponte H em si não pode modular a fonte de alimentação para desacelerar o motor. A potência deve ser diminuída para desacelerar o motor antes que ele passe pela ponte H).

Etapa 3: Como funciona

A ponte H que estamos fazendo usa relés.

O que isso significa para você é que o motor girará o mais rápido possível em uma direção e, quando invertido, girará o mais rápido possível na outra direção. A única coisa que irá desacelerar a rotação do motor é se você tiver um controlador que pode modular o sinal de energia de 9 VCC ANTES de entrar na ponte H.

Quando as bobinas no "Relé 1" e "Relé 4" são puxadas para cima (eletricidade está fluindo por elas), o motor gira para a frente (consulte a "Imagem 1").

Quando as bobinas no "Relé 2" e "Relé 3" são puxadas para cima (eletricidade está fluindo por elas), o motor gira para trás (consulte a "Imagem 2").

Quando as bobinas no "Relé 1" e "Relé 2" são puxadas para cima (eletricidade está fluindo por elas), o motor para de girar (consulte a "Imagem 3").

Quando as bobinas no "Relé 3" e "Relé 4" são puxadas para cima (eletricidade está fluindo por elas), o motor para de girar (consulte a "Imagem 4").

********AVISO***********

Você quer EVITAR:

"Relé 1" e "Relé 3" sendo puxados para cima. Este é um curto-circuito, pois não há carga para a passagem da eletricidade. Coisas ruins acontecerão! (veja "Imagem 5")

"Relé 2" e "Relé 4" sendo puxados para cima. Este é um curto-circuito, pois não há carga para a passagem da eletricidade. Coisas ruins vão acontecer! (imagine a "Imagem 6")

Mais de 2 relés sendo puxados para cima ao mesmo tempo. Coisas ruins acontecerão.

Etapa 4: Sobre nosso circuito

Nosso circuito inclui uma ponte H feita de 4 relés SPST (um pólo único) e 1 relé SPDT adicional (um pólo duplo) que será usado para alternar entre os 2 conjuntos de 2 relés. OK…. então é assim que funciona… A energia da bateria vai para o regulador de tensão 7805 onde é convertida para 5V. A energia da bateria também vai para o "Relé 1" e "Relé 2", onde vai para o motor (mas estamos nos adiantando). A energia de 5 V vai para a bobina do relé SPDT e é também passando pelo relé SPDT. Portanto, quando a chave está fechada, 5 V fluem pela bobina do relé SPDT e 5 V também são roteados pelo relé SPDT para as bobinas do "Relé 1" e do "Relé 4", forçando-os a fechar. Isso permite que 9 V fluam pelo "Relé 1" e "Relé 4" de forma que o motor possa girar no sentido horário. Em outras palavras, quando fechamos a chave conectada à bobina no relé SPDT, estamos disparando a ponte H para permitir que o motor gire no sentido horário. Portanto, se quisermos que o motor gire no sentido anti-horário, tudo o que precisamos fazer é apertar o botão na direção oposta. Isso mudará o caminho pelo qual a eletricidade passa pelo relé SPDT e, por sua vez, fecha o "Relé 2" e o "Relé 3" (e, por extensão, abre o "Relé 1" e o "Relé 4").

Etapa 5: Comece a soldar

Solde seus 4 relés SPST ao PCB o mais próximo possível (veja a imagem secundária). Se você não sabe como soldar, aprenda a soldar. Em seguida, solde o relé SPDT (a coisa semelhante a uma caixa) à placa o mais próximo possível dos relés SPST (veja a imagem secundária). Por último, nos registros no lado esquerdo ou direito da placa, solde seu regulador 7805 5V (veja a imagem secundária). Agora você deve ter todos os seus principais componentes conectados à placa (veja a imagem principal).

Etapa 6: Solde alguns fios

Você vai querer agora conectar os fios aos seus componentes para que eles fiquem realmente conectados e possam fazer coisas.

Para começar, solde um fio preto em um lado da bobina em cada relé SPST. Escolha um local na placa de circuito impresso onde haja pelo menos 8 slots vazios e eles não estejam conectados a nenhum dos componentes e, em seguida, solde todos os 4 fios juntos na parte inferior da placa.

Etapa 7: Solde Mais Fios

Em seguida, você precisa conectar dois fios a cada um dos pinos de saída do relé SPDT. Considere cada um desses dois fios pertencentes ao mesmo conjunto de fios. Conecte um conjunto de fios às bobinas dos dois relés mais próximos. Conecte o outro conjunto de fios às bobinas dos dois relés mais distantes (para esclarecimentos, consulte as notas da imagem).

Etapa 8: Solde ainda mais fios

Conecte o pino do meio do primeiro relé à entrada de 9 V no regulador de tensão. Conecte o pino do meio do segundo relé ao aterramento (o local com todos os fios pretos conectados juntos). Conecte o pino do meio do terceiro relé à entrada de 9 V no regulador de tensão. Conecte o pino do meio do quarto relé ao aterramento (o local com todos os fios pretos conectados juntos).

Para esclarecimentos, veja as imagens abaixo.

Etapa 9: Quem teria, embora houvesse tantos fios?

Conecte a outra extremidade de um desses fios ao pino de entrada do Relé SPDT. Conecte o outro fio à bobina do relé SPDT.

E depois há a questão da troca. Um fio da chave vai para a bobina do relé SPDT e o outro fio da chave vai para o aterramento.

Agora também seria uma boa hora para conectar um fio preto entre o aterramento e o pino do meio no regulador de tensão.

Etapa 10: Anexe um Plug You Sexy Beast

Você vai querer ser capaz de ligar sua ponte H, certo? E não importa o quão sexy você possa pensar que é, a única maneira de ligá-lo é com eletricidade.

Portanto, conecte o fio vermelho do plugue de 9 V à entrada de 9 V do regulador de tensão. Em seguida, conecte o fio preto a todos os outros fios terra da placa.

Etapa 11: Mais alguns fios

Prenda 5 de fio aos pinos na lateral dos tubos do relé SPST que atualmente não têm fios conectados a eles.

Se houver um fio vermelho de + 9 V no pino do meio em um lado do tubo que atualmente tem fios nele, conecte também um fio vermelho no lado em que você está conectando os fios. Se houver um fio preto do lado com todos os fios, conecte um fio preto deste lado.

Etapa 12: limpar

Corte todo o fio extra na parte de baixo da placa.

Apare o mais próximo possível da placa sem quebrar nenhuma conexão.

Isso evitará que os fios se cruzem mais tarde.

Etapa 13: Testando … Testando … 1 … 2 … 3 …

Agora é hora de ver se funciona. Pense no fio vermelho e preto mais próximo de uma borda da placa como um conjunto. Pense no fio vermelho e preto mais distante como outro conjunto. Na imagem abaixo, torci os dois fios de cada conjunto. Quando a ponte H é acionada pelo relé SPDT, um ou outro conjunto, a qualquer momento, terá energia fluindo por ele. deveríamos conectar um LED em série com um resistor de 220 ohms em cada conjunto, quando conectamos uma bateria e acionamos o botão, um dos LEDs acenderá ou o outro acenderá (veja as imagens abaixo).

Resolução de problemasSe a ponte H não funcionar desta forma, certifique-se de que: 1. Você está usando o "conjunto" certo de fios2. Todos os seus fios estão roteados corretamente (veja o diagrama abaixo) 3. Você fez todas as conexões soldadas adequadas e não está faltando nenhum fio4. Você não tem fios cruzados (o regulador de tensão provavelmente estará terrivelmente quente se você tiver. Você também deve ser capaz de ver onde ele está cruzado … normalmente). 5. Seus relés funcionam (você pode verificar ligando a extremidade positiva da bobina diretamente à fonte de alimentação de 5 V. Ao fazer isso, você ouvirá um pequeno clique) 6. Sua bateria não está descarregada (toque rapidamente em um LED e veja se acende) 7. Seu LED não está morto (tente outro LED) 8. O seu LED não está invertido e impedindo o fluxo de eletricidade (tente girá-lo).9. Os deuses da eletrônica não estão zangados com você.

Etapa 14: Conectando o motor

É aqui que fica um pouco complicado.

Como queremos que a eletricidade flua através do motor tanto para a frente quanto para trás, vamos querer conectar um conjunto de fios ao motor com a polaridade correta e o outro conjunto de fios ao motor com a polaridade invertida.

Em outras palavras, o preto de um conjunto é pareado com o vermelho de outro conjunto e, em seguida, conectado ao fio vermelho do motor. E o vermelho de um conjunto é emparelhado com o preto do outro conjunto e preso ao fio preto do motor.

Ou apenas para ver o que está acontecendo, basta olhar atentamente para a foto. Deve fazer sentido.

Etapa 15: Melhore seu Artbot

Além de usá-lo para um monte de aplicações práticas, agora você também pode usar sua ponte H para fazer seu robô de desenho extravagante se mover em duas direções.

Cuidado com as costas Jackson Pollack! Vamos desenhar em seu túmulo!

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