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Projet : RJMD-R2101 Pilote de moteur MOSFET en pont H

Dans ce tutoriel, nous allons explorer comment contrôler un moteur à courant continu en utilisant le driver de moteur MOSFET RJMD-R2101 H-Bridge. Ce projet démontrera comment utiliser efficacement les MOSFET IRFZ44N en conjonction avec les drivers de porte IR2101 pour contrôler la vitesse et la direction du moteur. À la fin de ce guide, vous disposerez d'une configuration de contrôle de moteur fonctionnelle capable d'accélérer, de freiner et d'arrêter le moteur en douceur.

Au fur et à mesure de notre progression, nous aborderons les composants matériels nécessaires, les instructions de câblage et des extraits de code d'exemple pour clarifier comment tout fonctionne ensemble. Pour une représentation plus visuelle, je recommande de regarder la vidéo associée (dans la vidéo à 02:15).

Matériel expliqué

Les composants principaux de ce projet sont le pilote de porte IR2101 et les MOSFET IRFZ44N. L'IR2101 est un pilote haute vitesse conçu pour piloter des MOSFET N-channel dans une configuration de demi-pont. Il permet un commutateur efficace et le contrôle des MOSFET, permettant au moteur de fonctionner en douceur.

Les MOSFET IRFZ44N agissent comme des éléments de commutation qui contrôlent la puissance délivrée au moteur. Lorsqu'ils sont activés par l'IR2101, ces MOSFET peuvent gérer de forts courants, fournissant la puissance nécessaire pour entraîner le moteur. Ensemble, ces composants permettent un contrôle précis de la direction et de la vitesse du moteur.

Détails de la fiche technique

• Assurez un bon refroidissement des MOSFET pour éviter la surchauffe.
• Utilisez le PWM pour le contrôle de la vitesse afin d'obtenir un fonctionnement fluide du moteur.
• Vérifiez que la tension d'alimentation ne dépasse pas les spécifications du MOSFET.
• Assurez-vous de la polarité correcte lors du câblage du moteur pour éviter d'endommager.
• Utilisez des condensateurs de découplage près de l'alimentation pour stabiliser la tension.

Instructions de câblage

Pour câbler le pilote de moteur RJMD-R2101, commencez par connecter l'alimentation. Connectez la broche VCC du pilote à une source d'alimentation de 5V. La broche GND doit être connectée à la masse de l'alimentation. Ensuite, connectez les broches de contrôle : le signal PWM pour le premier MOSFET doit aller à la broche.PWM1_HIN1_PIN(lequel est la broche 9), et la broche d'activation pour le premier MOSFET doit se connecter àEN1_LIN1_PIN(pin 8). Pour le deuxième MOSFET, connectez le signal PWM àPWM2_HIN2_PIN(pin 3) et la broche d'activation àEN2_LIN2_PIN(pin 2).

Assurez-vous de connecter les bornes du moteur aux sorties appropriées du pont en H. Si vous utilisez Arduino, connectez les broches PWM aux broches désignées sur la carte Arduino. Par exemple, connectezPWM1_HIN1_PINà la broche 9,EN1_LIN1_PINà la broche 8, et ainsi de suite. Cette configuration vous permettra de contrôler le moteur efficacement.

Exemples de code et guide étape par étape

La section de code comprend des fonctions pour contrôler la vitesse et la direction du moteur en utilisant les broches définies. Ci-dessous un extrait du croquis de contrôle du moteur :

const int PWM1_HIN1_PIN= 9; // PWM pin for first MOSFET
const int EN1_LIN1_PIN= 8; // Enable pin for first MOSFET

Dans cette partie, nous définissons les broches utilisées pour contrôler le premier MOSFET.PWM1_HIN1_PINest utilisé pour le contrôle de la vitesse, tandis que leEN1_LIN1_PINactive le pilote de moteur.

void Motor(boolean direction, int speed=0) {
    int speedPWM = map(speed, 0, 100, 0, 255);
    // Control motor direction and speed here
}

Cette fonction prend en entrée undirectionparamètre pour déterminer si le moteur doit tourner dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse. Lespeedle paramètre est mappé à une valeur PWM, permettant un contrôle fluide de la vitesse du moteur.

void stop() {
    digitalWrite(EN1_LIN1_PIN, LOW); // Disable first MOSFET
}

LestopLa fonction désactive le moteur en mettant la broche d'activation à un niveau bas, arrêtant ainsi efficacement tout flux de courant à travers le moteur. Cela garantit un arrêt rapide sans endommager les composants.

Pour le code complet, veuillez vous référer au programme complet chargé en dessous de l'article.

Démonstration / À quoi s'attendre

Lorsque la configuration est terminée, vous devriez observer le moteur réagir aux commandes envoyées par l'Arduino. Le moteur tournera dans la direction spécifiée, et vous pourrez ajuster la vitesse à l'aide de signaux PWM. Les problèmes courants à surveiller incluent des connexions de polarité inversée, ce qui peut amener le moteur à tourner dans la direction opposée, et des entrées flottantes qui pourraient entraîner un comportement erratique.

Lors des tests, vous remarquerez peut-être également que la vitesse du moteur change en fonction des valeurs PWM envoyées. Assurez-vous que toutes les connexions sont sécurisées pour éviter les interruptions dans le flux d'énergie, ce qui pourrait affecter les performances (dans la vidéo à 05:45).

Horodatages vidéo

• 00:00- Introduction au projet
• 02:15- Aperçu des composants matériels
• 05:45- Démonstration du contrôle moteur
• 08:30- Explication et démonstration de code

Images

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 0

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 1

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 2

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 3

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 4

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 5

Arduino wiring for H-bridge IR2101 with IRFZ44N

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 0

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 1

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 2

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 3

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 4

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 5

Arduino wiring for H-bridge IR2101 with IRFZ44N