Arduino dc kontrola brzine i smjera motora pomoću releja i MOSFET-a

U ovom projektu upravljamo smjerom i brzinom motora jake struje od 24v pomoću Arduina i dva releja. Za ovaj krug nisu potrebne sklopke za napajanje, samo dvije tipke i potenciometar za upravljanje smjerom i brzinom istosmjernog motora. Jedna tipka okretat će motor u smjeru kazaljke na satu, a druga će ga okretati u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Za upravljanje brzinom motora potreban je jedan n-kanalni MOSFET. Releji se koriste za prebacivanje smjerova motora. Sličan je krugu H-Bridge.

Potrebne komponente:

1. Arduino Uno
2. Dva releja od 12v (može se koristiti i relej od 5v)
3. Dva tranzistora; BC547
4. Dvije tipke
5. IRF540N
6. 10k otpornik
7. Izvor od 24 volta
8. 10K potenciometar
9. Tri diode 1N4007
10. Spajanje žica

Kružni dijagram i objašnjenja:

Kružni dijagram ovog dvosmjernog projekta upravljanja motorom prikazan je na donjoj slici. Uspostavite veze prema njemu:

• Spojite normalno zatvoreni terminal oba releja na pozitivni priključak akumulatora.
• Spojite normalno otvoreni terminal oba releja na odvodni terminal MOSFET-a.
• Spojite izvor MOSFET-a na negativni priključak baterije i na uzemljenje Arduino UNO.
• Izlazni priključak na PWM pin 6 Arduina.
• Spojite 10k otpornik od vrata na izvor i 1N4007 diodu od izvora do odvoda.
• Spojite motor između srednjeg terminala releja.
• Od dva preostala terminala, jedan ide na Vin pin Arduino Uno, a drugi na kolektorski terminal tranzistora (za svaki relej).
• Spojite terminal emitora oba tranzistora na GND pin Arduina.
• Digitalni pin 2 i 3 Arduina, svaki u nizu s tipkom, ide na bazu tranzistora.
• Spojite diodu preko releja točno onako kako je prikazano na slici.
• Spojite krajnji terminal potenciometra na 5v pin i Gnd pin Arduina. I terminal brisača na pin A0.
• ** ako imate dvije odvojene baterije od 12 v, spojite pozitivni priključak jedne baterije na negativni priključak druge baterije i koristite preostala dva priključka kao pozitivni i negativni.

Svrha tranzistora:

Digitalni pinovi Arduina ne mogu isporučiti potrebnu količinu struje za uključivanje normalnog releja od 5v. Osim toga, u ovom projektu koristimo relej od 12v. Vin pin Arduina ne može lako opskrbiti ovoliko struje za oba releja. Stoga se tranzistori koriste za provođenje struje od Vin-pina Arduina do releja kojim se upravlja pomoću tipke spojene s digitalnog pina na osnovni terminal tranzistora.

Svrha Arduina:

• Da bi se osigurala količina struje potrebna za uključivanje releja.
• Za uključivanje tranzistora.
• Za upravljanje brzinom istosmjernih motora pomoću potenciometra pomoću programiranja. Na kraju provjerite cjeloviti Arduino kod.

Svrha MOSFET-a:

MOSFET je potreban za kontrolu brzine motora. MOSFET se uključuje i isključuje pri visokofrekventnom naponu, a budući da je motor povezan u seriju s odvodom MOSFET-a, PWM vrijednost napona određuje brzinu motora.

Trenutni izračuni:

Otpor zavojnice releja mjeri se pomoću multimetra koji ispada = 400 ohma

Vin pin Arduina daje = 12v

Dakle, struja treba uključiti relej = 12/400 ampera = 30 mA

Ako su oba releja pod naponom, struja = 30 * 2 = 60 mA

** Vin-pin Arduina može isporučiti maksimalnu struju = 200mA.

Stoga u Arduinu nema prevelikog problema.

Rad dvosmjernog motora kojim upravlja Arduino:

Rukovanje ovim dvosmjernim krugom upravljanja motorom je jednostavno. Obje iglice (2, 3) Arduina ostat će uvijek visoke.

Kad se ne pritisne nijedan gumb:

U ovom slučaju struja ne teče na bazu tranzistora, stoga tranzistor ostaje isključen (djeluje poput otvorenog prekidača) zbog čega struja ne teče u zavojnicu releja s Vin-pin-a Arduino.

Kada se pritisne jedan gumb:

U ovom slučaju neka struja teče do baze tranzistora pritisnutim gumbom koji ga uključuje. Sada struja lako teče u zavojnicu releja od Vin-pin-a kroz ovaj tranzistor koji uključuje ovaj relej (RELEJ A) i prekidač ovog releja se baca u NE položaj. Dok je drugi relej (RELEJ B) još uvijek u NC položaju. Dakle, struja teče od pozitivnog terminala baterije na negativni terminal kroz motor, tj. Struja teče od releja A do releja B. To uzrokuje rotaciju motora u smjeru kazaljke na satu.

Kad se pritisne drugi gumb:

Ovaj put uključuje se još jedan relej. Sada struja lako teče u zavojnicu releja od Vin-pina kroz tranzistor koji uključuje ovaj relej (RELEJ B) i prekidač ovog releja se baca u NE položaj. Dok drugi relej (RELEJ A) ostaje u NC položaju. Dakle, struja teče od pozitivnog terminala baterije do negativnog terminala akumulatora kroz motor. Ali ovaj put struja teče iz releja B u relej A. To uzrokuje rotaciju motora u smjeru suprotnom od kazaljke na satu

Kada se pritisnu obje tipke:

U ovom slučaju struja teče na bazu oba tranzistora zbog čega se oba tranzistora uključuju (djeluje poput zatvorene sklopke). I tako oba releja sada nisu u položaju NO. Dakle, struja ne teče od pozitivnog terminala baterije do negativnog terminala kroz motor i time se ne okreće.

Upravljanje brzinom istosmjernog motora:

Vrata MOSFET-a spojena su na PWM pin 6 Arduino UNO. Mosfet se uključuje i isključuje pri visokom frekvencijskom naponu PWM-a, a budući da je motor povezan serijski s odvodom mosfet-a, PWM vrijednost napona određuje brzinu motora. Sada napon između terminala brisača potenciometra i Gnd određuje napon PWM-a na kontaktu br. 6, a kako se terminal terminala okreće, napon na analognom pin-u A0 mijenja se uzrokujući promjenu brzine motora.

Kompletan rad ovog dvosmjernog upravljanja brzinom i smjerom motora temeljenog na Arduinu prikazan je u donjem videu s Arduino kodom.