Меню

Драйвер двигателя постоянного тока полномостовой

Ардуино: драйвер L298N для мотора постоянного тока

Чтобы управлять вращением мотора, любому контроллеру необходимо специальное устройство, которое часто называют драйвером (от англ. driver — водитель). В уроке «управление двигателем постоянного тока» мы уже пробовали запускать и вращать в разные стороны мотор двумя способами: с помощью одного транзистора и с помощью микросхемы драйвера L293D.

На этот раз, попробуем использовать более мощный двухканальный драйвер L298N, который часто можно встретить в виде модуля красного цвета (хотя встречаются зеленые и синие модели).

Драйвер мотора L298N

Как и в случае L293N, драйвер представляет собой полный H-мост, главная функция которого — менять полярность на нагрузке. А если в качестве нагрузки будет мотор постоянного тока, то смена полярности приведет к смене направления его вращения. Это то, что нам нужно.

Спецификация модуля L298N:

  • напряжение питания двигателей: до 35 В;
  • рабочий ток (на каждый канал): 2 А;
  • периодический ток (80% — вкл, 20% — выкл): 2,5 А;
  • кратковременный ток: 3 А;
  • вес: 33 г.

Драйвер L298N работает с более высоким током, чем L293D. С помощью L298N мы можем управлять и слабыми моторчиками типа n20 и мощными моторами, такими как JGA25 или даже JGA37 с крутящим моментом до 20-25 кг/см. Хватит для большинства DIY проектов!

Назначение элементов и контактов на плате драйвера L298N

Посмотрим внимательнее на модуль и разберемся с его контактами.

Драйвер мотора L298N элементы

Логика микросхемы L298N питается напряжением 5 Вольт. Для этого на модуле предусмотрен стабилизатор напряжения 78M05. На вход этого стабилизатора можно подавать напряжение до 35 В, а на выходе всегда получается 5 В. Рабочий ток у 78M05 небольшой — до 500 мА. Однако, при желании, от него можно питать и саму плату Ардуино Уно, к которой мы будем подключать драйвер.

Тройная клемма снизу отвечает за питание модуля. Самый левый контакт — питание моторов. Сюда можно подавать до 35 В. Средний контакт — земля, которая должна быть общей для модуля и контроллера. Правый контакт имеет двоякую функцию. Если на модуле стоит перемычка питания стабилизатора, то на этом контакте будет +5В и к нему можно ничего не подключать, либо питать от него контроллер. Но если перемычку убрать, то к этому контакту нужно будет непременно подключить +5В от контроллера, чтобы питать драйвер. В нашем примере мы будем ориентироваться именно на вариант без перемычки.

Две другие винтовые клеммы (OUT1/2 и OUT 3/4) служат для подключения моторов. Надо отметить, что моторы постоянного тока неполярные, но от того на какой контакт мотора подается плюс, а на какой минус, зависит направление их вращения.

Наконец, осталось разобраться с контактами управления. Их по три штуки на каждый мотор. Контакты ENA и ENB позволяют управлять моторами с помощью ШИМ сигнала. Если ENA и ENB подключить строго к +5 В, то моторы будут всегда вращаться с максимальной возможной скоростью. Именно для этого режима на модуле предусмотрены две перемычки рядом с ENA и ENB.

С помощью контактов IN1,IN2,IN3,IN4 задаётся режим работы моторов. Таблица режимов для двигателя A имеет вид:

Режим IN1 IN2
Вращение в одну сторону 1
Вращение в обратную сторону 1
Блокировка мотора 1 1
Отключение мотора

Тут следует пояснить последние два режима. Если нам необходимо резко остановить мотор, то выбираем режим блокировки. Для плавной остановки — выбираем «отключение мотора»

Подключение драйвера L298N к Ардуино Уно

Чтобы попробовать драйвер в деле, подключим его к контроллеру Ардуино Уно и к любому, попавшему под руку, небольшому мотору постоянного тока. В данном уроке мы используем самый простой мотор с напряжением питания 1,5-3 Вольта. Для питания этого мотора нам будет достаточно двух пальчиковых батареек. В такой схеме просто невозможно запитать микросхему драйвера от встроенного стабилизатора, поэтому питание +5В будем брать от Ардуино.

Также отметим, что при данной схеме подключения с внешним питанием +5 В, нам нужно убрать соответствующую перемычку, о которой мы говорили выше (перемычка питания от стабилизатора)!

Ну и раз уж мы планируем управлять скоростью вращения, уберем перемычку с контакта ENA.

Принципиальная схема

Схема подключения L298N к Ардуино

Внешний вид макета

Схема подключения L298N к Ардуино

Программа для драйвера мотора L298N

Напишем простую программу, которая будет вращать мотор в одну сторону 3 секунды с максимальной скоростью, и затем 3 секунды в обратную сторону с более медленной скоростью.

Загружаем программу на Ардуино, затем подключаем к драйверу элементы питания и смотрим как ведёт себя моторчик.

Следует отметить, что данная программа не гарантирует вращение мотора с какой-то конкретной скоростью. Мы лишь можем менять мощность, передаваемую на мотор, с помощью изменения коэффициента заполнения ШИМ сигнала (duty cycle). Подробнее о ШИМ сигнале можно узнать в одном из наших уроков.

Заключение

Итак, модуль драйвера L298N оказался не таким сложным, как могло показаться. Все драйверы имеют практически схожие контакты управления: EN,IN1,IN2. Бывает, что отдельный вход EN отсутствует, и тогда ШИМ сигнал подается на IN1,IN2. Разобравшись с одним драйвером, мы можем с легкостью применять в своих проектах и другие модели.

Читайте также:  Какова сила тока в автомобиле

Как уже было написано, L298N является достаточно мощным чтобы потянуть большинство моторов, применяемых в DIY проектах. Это и популярные пластиковые желтые моторы с редуктором и более мощные металлические JGA25 и JGA37.

Отдельно следует отметить и ещё одно распространенное применение L298N. С помощью этого драйвера можно управлять биполярными шаговыми двигателями, хотя и не настолько эффективно, как это делают специализированные драйвера типа A4988.

Источник



Драйвер для двигателя постоянного тока на микросхеме L298. Схема и описание

в Управление 0 1,868 Просмотров

Не так давно мы опубликовали статью о том «Как работает H-мост для двигателей постоянного тока». Сегодня представляем вашему вниманию блок управления двумя двигателями постоянного тока с малым напряжением питания. Схема, которая может быть использована для строительства небольших роботов, собрана на интегральной микросхеме L298.

Ниже фото упрощенной версии драйвера для двигателей постоянного тока на L298 без радиатора.

драйвера для двигателей постоянного тока на L298 фото

Микросхема L298 — это фактически двойной интегрированный силовой H-мост. Ранее мы рассмотрели теоретическую сторону использования H-моста. Сегодня займемся практической стороной этого вопроса – построим драйвер для 2-х двигателей постоянного тока. Принципиальная схема такого драйвера показана на следующем рисунке:

блок схема L298

Каждый H-мост состоит из 4 силовых транзисторов, подключенных к логическим элементам «И», чьи выводы обеспечивают управление двигателями в обоих направлениях.

Драйвер управления двигателями разработан в двух вариантах: первый — упрощенный для обычных устройств, второй вариант для специализированного применения.

Схема драйвера с L298 – упрощенный вариант

L298 – упрощенный вариант схема

L298 – упрощенный вариант плата

L298 – упрощенный вариант фото

Фактически разница между ними минимальна. У второго варианта есть дополнительные контакты для подключения датчиков тока и две клеммы для включения/выключения моста. В упрощенной же версии мосты всегда включены, а минусовые выводы (1 и 15) связаны непосредственно с землей.

Схема драйвера с L298 – полная версия

L298 – полная версия схема

L298 – полная версия плата

Драйвер L298 может работать с напряжением до 46 В и токами до 2 А на канал (всего 4А) в непрерывном режиме, хотя лучше не превышать общую мощность. С двигателями мощностью более 10 Вт лучше всего установить радиатор, как показано на фотографии.

Давайте проанализируем работу электронных схем драйверов в двух версиях. Помимо микросхемы L298 в схемах использованы несколько дополнительных компонентов. Логической части L298 требуется источник питания на 5В, и поэтому использован стабилизатор напряжения 78L05, который является маломощным вариантом классического 7805. Стабилизатор 78L05 обеспечивает максимальный выходной ток до 100 мА, что более чем достаточно для наших целей.

Для того чтобы визуально отслеживать направление вращения каждого двигателя, в схеме использованы два светодиода (красный и желтый), соединенные встречно-параллельно. На схеме мы также можем видеть 8 диодов для защиты от выбросов ЭДС самоиндукции.

Для этих диодов лучшим выбором будут диоды Шоттки, особенно, в случае если мы используем драйвер для управления двигателями средней мощности или управляем частотой вращения двигателя с помощью ШИМ (широтно-импульсная модуляция). В простых же схемах — диодов типа 1N4007 будет достаточно.

Список необходимых компонентов (упрощенная версия):

  • 4 резистора по 100 Ом;
  • 2 резистора по 1,8 кОм;
  • 1 конденсатор емкостью 100 нФ;
  • 2 электролитических конденсатора на 22 мкФ;
  • 8 диодов 1N4007;
  • 2 желтых светодиода;
  • 2 красных светодиода;
  • 1 стабилизатор 78L05;
  • 1 драйвер L298.

Управляющие входы обеих версий работают с логикой 5В (TTL), хотя мы можем без проблем управлять сигналами управления на 3,3В. Резисторы, с сопротивлением 100 Ом на входах, служат только для защиты и могут быть заменены перемычками из проволоки.

печатная плата первый вариант

Ниже в таблицах истинности мы видим логику управления. У упрощенной модели есть два управляющих входа для каждого двигателя (MA и MB), в то время как в полной версии у нас еще есть вход разрешения (ENA).

таблицах истинности - первый вариант

таблицах истинности - второй вариант

С нашем случае на данные входы не нужно дополнительно подавать сигнал, поскольку к ним уже подключены подтягивающие резисторы по 4,7кОм. Для того чтобы отключить мост, нам просто необходимо снизить напряжение до 0 В.

Список необходимых компонентов (полная версия):

  • 6 резисторов по 100 Ом;
  • 2 резистора по 4,7 кОм;
  • 2 резистора по 1,8 кОм;
  • 1 конденсатор на 100 нФ;
  • 2 электролитических конденсатора 22 мкФ;
  • 8 диодов 1N4007;
  • 2 желтых светодиода;
  • 2 красных светодиода;
  • 1 стабилизатор 78L05;
  • 1 драйвер L298.

Полная версия драйвера включает в себя два H-моста, которые управляют двигателями, измеряя ток потребления. Если эта функция не нужна, вы можете просто установить перемычки. Если же нам необходимо контролировать ток потребляемый двигателями, то необходимо на место перемычек установить шунтирующие резисторы и подключить соответствующую измерительную систему между контактами.

печатная плата второй вариант

Есть некоторые причины, по которым может быть полезно измерять ток двигателей: одна из них заключается в обнаружении чрезмерного потребления тока двигателями, как в случае с мобильными роботами, когда у них блокируются колоса. Другая причина более сложная и заключается в обеспечении обратной связи для высококачественного управления ШИМ.

Читайте также:  График зависимости силы тока в металлическом проводнике от времени

Как бы там ни было, для их реализации потребуется дополнительная схема для усиления сигнала с шунтирующих резисторов и специальное программное обеспечение для микроконтроллера. Но это уже выходит за рамки данной статьи.

Данная печатная плата также может быть использована для управления шаговым двигателем, но поскольку каждый шаговый двигатель для работы нуждается в двух мостах, мы можем подключить только один двигатель к плате.

Источник

Драйверы (полу) мостовые и двигателей

    Allegro Microsystems, Inc.(30) Daewoo Electronics(1) Hitachi Ltd.(1) Infineon Technologies(32) Korea Electronics(1) Matsushita Electronics(3) Maxim(2) Microchip Technology Inc.(11) Motorola(3) National Semiconductor(1) Nippon Electric Comp. Ltd.(2) Noname(3) NXP / Philips(10) ON Semiconductor(40) ROHM(22) Samsung Semiconductor(1) Sanyo Semiconductors(9) ST Microelectronics(157) Texas Instruments(130) Toshiba Semiconductor(2) TRINAMIC(2) Vishay(1) СИТ НТЦ, Брянск(3)
    Power Bridge — Logic Driven Power Stage(28) Controller — Commutation, Direction Mana(38) Controller — Current Management(3) Controller — Speed(2) Driver — Fully Integrated, Control and P(195)
    Half Bridge, (3) Triple(7) Full H-Bridge, (2) Dual(81) Full H-Bridge, (4) Quad(4) Half Bridge, (4) Quad(7) H-Bridge, Configurable(2) Pre-Driver(39) Half Bridge, (2) Dual(3) 3-Phase Bridge, (1) Single(17) Low Side Driver, (4) Quad(2) Full H-Bridge, (1) Single(102)
    Automotive — Throttle Controller(3) Automotive(16) Fan Controller(6) Battery Powered(7) Haptic Feedback(1) Appliance(2) Media Player(1) Camera(1) Fan Motor Driver(1) General Purpose(228)

5.5 V(19) 3.3V, 5V(12) 4 V

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • .
  • 24
  • Далее

Драйверы двигателей обеспечивают управление скоростью и направлением вращения электродвигателей.

В каталоге группы компаний «Промэлектроника» возможно найти и купить недорого драйверы двигателей для камер, вентиляторов, автомобилей, медиапроигрывателей, автомобильных регуляторов тяги с напряжением питания от 1,8 до 55 В. Для покупки доступна продукция Allegro, Infineon, Microchip, NXP, Samsung, Texas Instruments и прочих крупных фирм-производителей электроники в корпусах для монтажа как в отверстия, так и на поверхность печатной платы. У нас можно заказать оптом или в розницу драйверы для двигателей PMSM, ERM, LRA, Brushed DC, Brushless DC Н-мостовые, трехфазные, полумостовые. В наличии драйверы двигателей с интерфейсами IBIC, SPI, PWM, параллельным, последовательным, аналоговым.

Цена на Драйверы (полу) мостовые и двигателей

Интернет-магазин «Промэлектроники» предлагает купить Драйверы (полу) мостовые и двигателей в розницу или оптом по доступной цене. Мы продаем только оригинальную сертифицированную продукцию. Стоимость на Драйверы (полу) мостовые и двигателей — от 2.93 рублей. Оформить заказ можно через сайт или написать в отдел продаж по электронной почте, указанной в списке контактов.

Доставка по России, в Казахстан и Беларусь

Посмотреть Драйверы (полу) мостовые и двигателей в магазине или забрать заказ самовывозом можно в Екатеринбурге или в Москве.

Осуществляем доставку во все регионы России. Наш интернет-магазин сотрудничает с большинством ведущих транспортных компаний: Почта-России, Деловые линии, Экспресс-авто, EMS, Boxberry, DPD. Сроки и стоимость доступны при оформлении заказа или на странице товара.

Доставка в Казахстан и Беларусь — компанией DPD (до терминала или курьером до адреса).

При заказе Драйверы (полу) мостовые и двигателей в города: Москва, Санкт-Петербург, Белгород, Владимир, Волгоград, Вологда, Воронеж, Гомель, Екатеринбург, Ижевск, Казань, Калуга, Кемерово, Краснодар, Красноярск, Курск, Липецк, Минск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Орёл, Пермь, Псков, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Саратов, Смоленск, Ставрополь, Тверь, Томск, Тула, Тюмень, Уфа, Челябинск, Ярославль, Тольятти, Барнаул, Ульяновск, Иркутск, Хабаровск, Ярославль, Владивосток, Махачкала, Томск, Оренбург, Кемерово, Новокузнецк, Астрахань, Пенза, Липецк, Киров, Чебоксары, Калининград, Курск, Улан-Удэ, Ставрополь, Сочи, Иваново, Брянск, Белгород, Сургут, Владимир, Нижний Тагил, Архангельск, Чита, Смоленск, Курган, Орёл, Владикавказ, Грозный, Мурманск, Тамбов, Петрозаводск, Кострома, Нижневартовск, Новороссийск, Йошкар-Ола и др. номер квитанции отобразится в личном кабинете. Подробнее о способах доставки Вы можете узнать на странице «Способы доставки»

Источник

Микросхемы драйверов реверсируемых двигателей постоянного тока фирмы ROHM

В статье представлены драйверы реверсируемых двигателей постоянного тока общего назначения производства японской компании ROHM.

Японская компания ROHM представляет на рынке электронных компонентов драйверы реверсируемых двигателей постоянного тока общего назначения на основе технологии широко-масштабной интеграции LSI. Представленные драйверы могут быть трех видов: драйвер управления одним электродвигателем, двумя электродвигателями без стабилизации скорости, а также драйвер управ- ления одним электродвигателем с функцией стабилизации тока. Выбор необходимого драйвера и схемы включения можно сделать, основываясь на данных таблицы 1 и рис. 1–3. В основе всех драйверов реверсируемых двигателей постоянного тока лежит Н-мост на биполярных транзисторах, режим работы которого задается двумя логическими входами (табл. 2). При выборе драйвера необходимо руководствоваться величиной напряжения питания, мощностью электродвигателя, максимальным выходным током, рассеиваемой мощностью, наличием вспомогательной функции «термозащита» и «энергосбережение», возможностью установки выходного напряжения и работы с электронным регулятором скорости.

F — Forward (вперед), R — Reverse (реверсирование), S — Stop (стоп), B — Short brake (тормоз).

Читайте также:  Трансформатор тока периодичность замены

Рис. 1. Драйвер одного электродвигателя постоянного тока

Рис. 2. Драйвер двух электродвигателей постоянного тока

Рис. 3. Драйвер электродвигателя с регулятором скорости

Прибор BA6208 относится к группе простых драйверов одного реверсируемого двигателя постоянного тока и применяется в основном для управления двигателем кассетного магнитофона. Внутренняя схема драйвера BA6208 представлена на рис. 4. Управление драйвером осуществляется логическими сигналами, соответствующими ТТЛ-уровням.

Рис. 4. Внутренняя схема (типовая) драйвера BA6208

Таблица 2. Режимы работы драйвера одного реверсируемого двигателя постоянного тока

Режим Авх. (Fвх.) В вх. (Rвх.) Вых1 (Авых.) Вых2 (Ввых.)
Вперед 1 1
Назад 1 1
Тормоз 1 1
Отключение Z* Z*

Z* — разомкнутое состояние ключевого транзистора (OPEN)

Два управляющих входа (табл. 2) определяют четыре возможных режима работы драйвера: вращение вперед, назад (реверсирование), стоп и тормоз. В режиме торможения выводы электродвигателя соединяются с общим проводом питания, и осуществляется быстрый останов. В режиме «стоп» выводы электродвигателя отключаются от источника питания и останов происходит произвольно.

Основные характеристики драйвера BA6208:

  • встроенные мощные (100 мА) транзисторы;
  • режим торможения при высоких уровнях логического сигнала на обоих входах;
  • встроенные диоды для защиты от бросков тока;
  • очень низкий ток потребления в режиме standby, когда на обоих входах низкий логический уровень;
  • широкий диапазон питающих напряжений 4,5–15 В;
  • управление непосредственно ТТЛ-уровнями.

Таблица 3. Максимальные значения BA6208 (T a =25 °С)

Параметр Обозн. Макс. Ед.
Напряжение питания VCC 18 8
Мощность расс. BA6208 Pd 700* мВт
BA6208F Pd 450** мВт
Рабочая температура Topr –40 +60 °C
Температура хранения Tstg –55+125 °C
Макс. выходной ток Iout 500 мА

* понижается на 7 мВт на каждый 1 °С выше 25 °С

** понижается на 4,5 мВт на каждый 1 °С выше 25

Драйвер BA6209 аналогичен предыдущему, за исключением отсутствия режима «стоп». Основная область применения BA6209 — это кассетные магнитофоны и видеомагнитофоны.

Основные характеристики драйвера BA6208:

  • мощные выходные транзисторы могут выдерживать ток до 1,6 А;
  • обязательный режим торможения при останове двигателя;
  • встроенные диоды для защиты от бросков тока;
  • наличие вывода управления скоростью двигателя;
  • низкий ток потребления в режиме standby (типовое значение Vcc=12 В, Io=5,5 мА);
  • идентичные характеристики при изменении направления вращения;
  • КМОП-уровни управления.

Рис. 5. Схема включения драйвера BA6209

Таблица 4. Максимальные значения (Ta=25 °С) BA6209

Таблица 5. Описание выводов драйвера BA6209

Номер вывода Обозначение Назначение
1 GND Общий провод
2 OUT1 Вывод подключения двигателя
3 VZ1 Вывод подключения конденсатора для предотвращения одновременного включения вых. транзисторов
4 Vref Вывод установки уровня «высокий».
5 FIN Логический вход
6 RIN Логический вход
7 VCC1 Питание внутреннего блока управляющей логики
8 VCC2 Питание выходного силового драйвера
9 VZ2 Вывод подключения конденсатора для предотвращения одновременного включения вых. транзисторов
10 OUT2 Вывод подключения двигателя

Рис. 6. Входной управляющий сигнал

Для уменьшения мощности, рассеиваемой микросхемой, и в целях защиты от пробоя необходимо к выводу питания силового драйвера обязательно подключать последовательно резистор величиной 3–10 Ом. Время нарастания и спада управляющего логического сигнала (рис. 7) должно быть менее 5 мс, иначе возможна некорректная работа и выход из строя микросхемы.

Рис. 7. Схема включения драйвера BA6218

Потенциал общего вывода микросхемы должен быть всегда ниже потенциала других выводов. На входы нельзя подавать напряжение, пока микросхема не запитана. После подключения питания к выводу Vcc, на другие выводы не может быть подан потенциал выше, чем на Vcc.

Рис. 8. Схема включения драйвера BA6219B

Драйвер BA6218 рассчитан на максимальный выходной ток 0,7 А. Логическая часть и силовая имеют отдельные «земляные» выводы. При подключении электронного регулятора микросхема может использоваться для управляемого реверса и в режиме регулятора скорости. Управление режимами осуществляется по двум входам логическими сигналами с ТТЛ-уровнями.

Драйверы BA6219B и BA6219BFP-Y позволяют управлять скоростью вращения двигателя, изменяя прикладываемое напряжение. Выходной ток может достигать 2,2 А. Имеется встроенная защита от перегрева.

Рис. 9. Схема включения драйвера BA6229

Драйвер BA6229 потребляет в статическом режим всего 1 мА при напряжении питания Vcc=12 В. Диапазон питающих напряжений составляет 8–23 В. Входные управляющие уровни — КМОП.

Рис. 10. Блок-схема драйвера BA6229

Рис. 11. Схема включения драйвера BA6238A

BA6950FS (рис. 12) является драйвером реверсируемого коллекторного двигателя. Два логических входа позволяют управлять четырьмя возможными режимами работы. Скорость вращения задается произвольно, и управлять ею можно по отдельному выводу микросхемы. Встроенная схема температурной защиты срабатывает при достижении 175 °С и возврат в рабочий режим происходит при снижении температуры на 20 °С. Встроенная функция стабилизации частоты вращения реализована посредством контроля и коррекции потребляемого тока. Контроль тока осуществляется измерением падения напряжения на последовательном шунте и усилением сигнала рассогласования.

Рис. 12. Схема включения драйвера BA6950FS

Таблица 6. Режимы работы драйвера двух реверсируемых двигателей постоянного тока

Источник