سرعة محرك Arduino DC والتحكم في الاتجاه باستخدام المرحلات و mosfet

في هذا المشروع ، نتحكم في اتجاه وسرعة محرك تيار عالي 24 فولت باستخدام Arduino ومرحلين. ليست هناك حاجة لمفاتيح طاقة لهذه الدائرة ، فقط زري ضغط وفي مقياس الجهد للتحكم في اتجاه وسرعة محرك التيار المستمر. يقوم زر ضغط واحد بتدوير المحرك في اتجاه عقارب الساعة والآخر يقوم بتدويره عكس اتجاه عقارب الساعة. يلزم وجود MOSFET ذي قناة واحدة للتحكم في سرعة المحرك. تستخدم المرحلات لتبديل اتجاهات المحرك. إنه يشبه دائرة H-Bridge.

المكونات المطلوبة:

1. اردوينو اونو
2. مرحلان بجهد 12 فولت (يمكن أيضًا استخدام مرحل 5 فولت)
3. اثنان من الترانزستورات BC547
4. اثنين من أزرار الضغط
5. IRF540N
6. 10 كيلو المقاوم
7. مصدر 24 فولت
8. مقياس الجهد 10 كيلو
9. ثلاث ثنائيات 1N4007
10. توصيل الأسلاك

مخطط الدائرة والشروحات:

يظهر الرسم التخطيطي للدائرة لمشروع التحكم في المحرك ثنائي الاتجاه في الصورة أدناه. قم بعمل التوصيلات وفقًا لذلك:

• قم بتوصيل الطرف المغلق عادة لكلا المرحلتين إلى الطرف الموجب للبطارية.
• قم بتوصيل المحطة المفتوحة لكلا المرحلين بطرف تصريف MOSFET.
• قم بتوصيل مصدر MOSFET بالطرف السالب للبطارية والدبوس الأرضي لـ Arduino UNO.
• محطة البوابة إلى PWM pin 6 من Arduino.
• قم بتوصيل المقاوم 10k من البوابة إلى المصدر والصمام الثنائي 1N4007 من المصدر إلى الصرف.
• قم بتوصيل المحرك بين الطرف الأوسط للمرحلات.
• من بين المحطتين المتبقيتين ، يذهب أحدهما إلى دبوس Vin في Arduino Uno والآخر إلى طرف مجمع الترانزستور (لكل مرحل).
• قم بتوصيل محطة الباعث لكل من الترانزستور بدبوس GND في Arduino.
• ينتقل الدبوس الرقمي 2 و 3 من Arduino ، كل واحد في سلسلة مع زر ضغط ، إلى قاعدة الترانزستورات.
• قم بتوصيل الصمام الثنائي عبر التتابع تمامًا كما هو موضح في الشكل.
• قم بتوصيل الطرف النهائي لمقياس الجهد بدبوس 5 فولت ودبوس Gnd من Arduino على التوالي. ومحطة ممسحة إلى دبوس A0.
• ** إذا كان لديك بطاريتان منفصلتان بجهد 12 فولت ، فقم بتوصيل الطرف الموجب لإحدى البطاريات بالطرف السالب لبطارية أخرى واستخدم الطرفان المتبقيان على أنهما موجب وسالب.

الغرض من الترانزستورات:

لا يمكن للدبابيس الرقمية في Arduino توفير مقدار التيار المطلوب لتشغيل مرحل 5 فولت عادي. إلى جانب أننا نستخدم مرحل 12 فولت في هذا المشروع. لا يستطيع Vin pin of Arduino توفير هذا القدر من التيار لكلا التتابع. ومن ثم تُستخدم الترانزستورات لتوصيل التيار من Vin pin of Arduino إلى الترحيل الذي يتم التحكم فيه باستخدام زر ضغط متصل من دبوس رقمي إلى طرف قاعدة الترانزستور.

الغرض من اردوينو:

• لتوفير مقدار التيار المطلوب لتشغيل التتابع.
• لتشغيل الترانزستور.
• للتحكم في سرعة محركات التيار المستمر باستخدام مقياس الجهد باستخدام البرمجة. تحقق من كود Arduino الكامل في النهاية.

الغرض من MOSFET:

MOSFET مطلوب للتحكم في سرعة المحرك. يتم تشغيل وإيقاف تشغيل MOSFET بجهد عالي التردد وبما أن المحرك متصل في سلسلة مع استنزاف MOSFET ، فإن قيمة الجهد PWM تحدد سرعة المحرك.

الحسابات الحالية:

يتم قياس مقاومة ملف الترحيل باستخدام مقياس متعدد يتحول إلى = 400 أوم

يعطي فين دبوس اردوينو = 12 فولت

لذلك تحتاج الحالية إلى تشغيل التتابع = 12/400 أمبير = 30 مللي أمبير

إذا تم تنشيط كلا المرحلات ، التيار = 30 * 2 = 60 مللي أمبير

** يمكن أن يوفر دبوس Vin من Arduino أقصى تيار = 200mA.

وبالتالي لا توجد مشكلة حالية في Arduino.

عمل محرك ثنائي الاتجاه يتم التحكم فيه بواسطة Arduino:

تشغيل دائرة التحكم في المحرك ثنائية الاتجاه هذه بسيط. سيظل كلا الدبابيس (2 ، 3) في Arduino مرتفعًا دائمًا.

عند عدم الضغط على أي زر:

في هذه الحالة ، لا يتدفق أي تيار إلى قاعدة الترانزستور ، وبالتالي يظل الترانزستور متوقفًا (يعمل كمفتاح مفتوح) بسبب عدم تدفق تيار إلى ملف الترحيل من دبوس Vin في Arduino.

عند الضغط على زر ضغط واحد:

في هذه الحالة يتدفق بعض التيار إلى قاعدة الترانزستور من خلال زر ضغط مضغوط يعمل على تشغيله. الآن يتدفق التيار بسهولة إلى ملف الترحيل من دبوس Vin عبر هذا الترانزستور الذي يقوم بتشغيل هذا التتابع (RELAY A) ويتم إلقائه في وضع NO. بينما لا يزال التتابع الآخر (RELAY B) في وضع NC. لذلك يتدفق التيار من الطرف الموجب للبطارية إلى الطرف السالب عبر المحرك ، أي يتدفق التيار من المرحل أ إلى المرحل ب ، وهذا يتسبب في دوران المحرك في اتجاه عقارب الساعة.

عند الضغط على زر دفع آخر:

هذه المرة يتم تشغيل مرحل آخر. الآن يتدفق التيار بسهولة إلى ملف الترحيل من دبوس Vin عبر الترانزستور الذي يقوم بتشغيل هذا التتابع (RELAY B) ويتم إلقاء مفتاح هذا التتابع إلى أي موضع. بينما يظل التتابع الآخر (RELAY A) في وضع NC. لذا يتدفق التيار من الطرف الموجب للبطارية إلى الطرف السالب للبطارية عبر المحرك. ولكن هذه المرة يتدفق التيار من المرحل B إلى المرحل A. وهذا يتسبب في دوران المحرك عكس اتجاه عقارب الساعة

عند الضغط على زري الضغط:

في هذه الحالة يتدفق التيار إلى قاعدة كلا الترانزستورات بسبب تشغيل كلا الترانزستور (يعمل كمفتاح مغلق). وبالتالي فإن كلا التتابع الآن في وضع لا. لذلك لا يتدفق التيار من الطرف الموجب للبطارية إلى الطرف السالب عبر المحرك وبالتالي لا يدور.

التحكم في سرعة محرك التيار المستمر:

بوابة MOSFET متصلة بـ PWM pin 6 من Arduino UNO. يتم تشغيل وإيقاف Mosfet بجهد تردد عالي PWM وبما أن المحرك متصل في سلسلة مع استنزاف mosfet ، تحدد قيمة PWM للجهد سرعة المحرك. الآن الجهد بين طرف ممسحة مقياس الجهد و Gnd يحدد جهد PWM عند الطرف رقم 6 وعندما يتم تدوير طرف الماسحة ، يتغير الجهد عند الطرف التناظري A0 مما يؤدي إلى تغيير في سرعة المحرك.

يظهر العمل الكامل لسرعة المحرك ثنائي الاتجاه المستندة إلى Arduino والتحكم في الاتجاه في الفيديو أدناه مع كود Arduino.