The DC MOTOR SPEED CONTROL kredsløb er primært en 555 IC baseret PWM (Pulse Width Modulation) kredsløb udviklet til at få variable spændingen over konstant spænding. Metoden til PWM forklares her. Overvej et simpelt kredsløb som vist i figuren nedenfor.
Hvis der trykkes på knappen, hvis figuren, vil motoren begynde at rotere, og den vil være i bevægelse, indtil der trykkes på knappen. Denne presning er kontinuerlig og er repræsenteret i den første figurbølge. Hvis der i et tilfælde overvejes at trykke på knappen i 8 ms og åbne i 2 ms over en cyklus på 10 ms, vil motoren i dette tilfælde ikke opleve den komplette 9V batterispænding, da knappen kun trykkes i 8 ms, så RMS-terminalspændingen over motoren vil være omkring 7V. På grund af denne reducerede RMS-spænding vil motoren rotere, men med en reduceret hastighed. Nu er den gennemsnitlige tænding over en periode på 10 ms = Tænd tid / (Tænd tid + Sluk tid), dette kaldes driftscyklus og er på 80% (8 / (8 + 2)).
I andet og tredje tilfælde trykkes knappen endnu kortere tid sammenlignet med første tilfælde. På grund af dette reduceres RMS-terminalspændingen ved motorterminalerne endnu mere. På grund af denne reducerede spænding falder motorhastigheden endda yderligere. Dette fald i hastighed med arbejdscyklus, der kontinuerligt sker indtil et punkt, hvor motorens terminalspænding ikke vil være tilstrækkelig til at dreje motoren.
Så ved dette kan vi konkludere, at PWM kan bruges til at variere motorhastigheden.
Før vi går videre, er vi nødt til at diskutere H-BRIDGE. Nu har dette kredsløb hovedsageligt to funktioner, for det første er at køre en jævnstrømsmotor fra styresignaler med lav effekt, og den anden er at ændre jævnstrømsmotorens rotationsretning.
figur 1
Figur 2
Figur 3
Vi ved alle, at for at en jævnstrømsmotor skal ændre rotationsretningen, er vi nødt til at ændre motorens polaritet. Så for at ændre polariteterne bruger vi H-broen. Nu i figur 1 ovenfor har vi firetaster. Som vist i figur 2 er motoren til at dreje A1 og A2 lukket. På grund af dette strømmer strøm gennem motoren fra højre mod venstre, som vist i 2. del af figur 3. Overvej for nu motoren roterer med uret. Hvis kontakterne A1 og A2 nu åbnes, lukkes B1 og B2. Strømmen gennem motoren strømmer fra venstre mod højre som vist i 1. stdel af figur 3. Denne strømningsretning er modsat den første, og så ser vi et modsat potentiale ved motorterminalen til den første, så motoren roterer mod uret. Sådan fungerer en H-BRIDGE. Motorer med lav effekt kan dog drives af en H-BRIDGE IC L293D.
L293D er en H-BRIDGE IC designet til at køre DC-motorer med lav effekt og er vist i figuren. Denne IC består af to h-broer, så den kan køre to jævnstrømsmotorer. Så denne IC kan bruges til at drive robotmotorer fra signalerne fra mikrokontroller.
Som tidligere beskrevet har denne IC evne til at ændre DC-motorens rotationsretning. Dette opnås ved at kontrollere spændingsniveauerne ved INPUT1 og INPUT2.
|
Aktivér Pin |
Indgangsstift 1 |
Indgangsstift 2 |
Motorretning |
|
Høj |
Lav |
Høj |
Drej til højre |
|
Høj |
Høj |
Lav |
Drej til venstre |
|
Høj |
Lav |
Lav |
Hold op |
|
Høj |
Høj |
Høj |
Hold op |
Så som vist i figuren ovenfor, skal rotation 2A være høj med uret og 1A være lav. Tilsvarende for anti-urets retning skal 1A være høj og 2A være lav.
Kredsløbskomponenter
- + 9v strømforsyning
- Lille jævnstrømsmotor
- 555 IC-timer
- 1K, 100R modstande
- L293D IC
- 100K -220K forudindstilling eller pot
- IN4148 eller IN4047 x 2
- 10nF eller 22nF kondensator
- Kontakt
Kredsløbsdiagram
Kredsløbet er forbundet i brødbræt i henhold til DC-motorens hastighedsreguleringsdiagram vist ovenfor. Gryden her bruges til at justere motorens hastighed. Omskifteren skal ændre motorens rotationsretning. Kondensatoren her må ikke have en fast værdi; brugeren kan eksperimentere med det rigtige.
Arbejder
Når der tilføres strøm, genererer 555 TIMER PWM-signal med et duty ratio baseret på pot-modstandsforholdet. På grund af potten og diodeparret skal kondensatoren (som udløser output) her oplades og aflades gennem et andet sæt modstand, og på grund af dette tager kondensatoren en anden tid at oplade og aflade. Da output vil være højt, når kondensatoren oplades og er lav, når kondensatoren aflades, får vi en forskel i høj output og lave outputtider, og så PWM.
Denne PWM-timer føres til signalstiften på L239D h-broen for at drive DC-motoren. Med det varierende PWM-forhold får vi varierende RMS-terminal spænding og så hastigheden. For at ændre rotationsretningen er timeren PWM forbundet med den anden signalstift.