Смотрите на YouTube

H-мост 1: Создание драйвера мотора H-моста на макетной плате с использованием транзисторов Дарлингтона TIP120 и TIP125

Этот учебник проведет вас через создание H-моста для управления мотором с использованием транзисторов TIP120 и TIP125 на макетной плате. Эта схема идеально подходит для управления направлением и скоростью постоянного двигателя, что необходимо для различных проектов в области робототехники и автоматизации. К концу этого учебника вы сможете управлять двигателем с вращением как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки, а также осуществлять модуляцию скорости.

В этом руководстве мы будем использовать Arduino для управления мотором. Конфигурация H-моста позволяет изменять направление вращения мотора, управляя входными сигналами, отправляемыми на транзисторы. Это важный аспект для многих приложений, таких как роботизированные руки или мобильные роботы, которым требуется точное управление мотором. Для дальнейшего разъяснения, пожалуйста, обратитесь к видео (в видео на 00:00).

Объяснение аппаратного обеспечения

Основные компоненты этого проекта включают транзисторы TIP120 и TIP125, которые используются в качестве переключателей для управления работой мотора. TIP120 является NPN транзистором Дарлингтона, а TIP125 - PNP транзистором Дарлингтона. Вместе они образуют конфигурацию H-моста, что позволяет нам контролировать направление тока, протекающего через мотор.

В этой конфигурации сигнал ШИМ (широтно-импульсная модуляция) используется для управления скоростью двигателя. Транзисторы быстро включаются и выключаются, создавая среднее напряжение, которое определяет скорость двигателя. Выводы EN включают или отключают транзисторы, обеспечивая работу двигателя только при необходимости.

Технические характеристики

• Обеспечьте правильное теплоотведение для приложений с высоким током.
• Используйте сигналы ШИМ для эффективного управления скоростью мотора.
• Проверьте ориентацию транзистора, чтобы предотвратить повреждение схемы.
• Обратите внимание на номиналы напряжения, чтобы избежать превышения пределов.
• Используйте декуплирующие конденсаторы для стабилизации напряжения питания.

Инструкции по проводке

Чтобы подключить драйвер мотора H-моста, сначала подключите вывод VCC от TIP120 и TIP125 к источнику 5V на вашем Arduino. Подключите вывод GND к земле. Выводы управления ШИМ,PWM1иPWM2, должны быть подключены к цифровым пинам 9 и 3 на Arduino соответственно. Пины включения,EN1иEN2, будет подключен к цифровым выводам 8 и 2.

Затем подключите клеммы вашего мотора к выводам коллектора транзисторов TIP120 и TIP125. Убедитесь, что мотор совместим с вашим источником питания. Если вы используете дополнительные компоненты, такие как диоды для защиты от обратного ЭДС, разместите их параллельно клеммам мотора, чтобы предотвратить повреждение от обратного ЭДС. Если вы используете разные модели Arduino, проверьте соответствие выводов для сигналов ШИМ и включения.

Примеры кода и пошаговое руководство

const int PWM1= 9; //pin with ~
const int EN1= 8;
const int PWM2= 3; //pin with ~
const int EN2= 2;

В настройках мы определяем управляющие контакты для сигналов ШИМ и контакты включения.pinModeфункция устанавливает эти контакты как выходные для управления транзисторами, которые приводят в действие мотор.

void loop() {
  Motor(CW, 50); //in CW at 50% speed
  delay(5000);
  stop(); // stops the motor
  delay(2000);
}

Этот цикл функции демонстрирует работу мотора. Сначала он запускает мотор в часовой стрелке на 50% скорости в течение 5 секунд, затем останавливается на 2 секунды.Motorфункция вызывается с параметрами направления и скорости, контролируя поведение мотора на основе этих входных данных.

void Motor(boolean direction, int speed=0) {
  int speedPWM = map(speed, 0, 100, 0, 255);
  if(direction) {
    analogWrite(PWM1, speedPWM); // Set speed for CW
  } else {
    analogWrite(PWM2, speedPWM); // Set speed for CCW
  }
}

ТотMotorфункция принимает булевое направление и целочисленную скорость. Она сопоставляет процент скорости с значением ШИМ и используетanalogWriteустановить соответствующий контакт для управления двигателем. Эта функция имеет решающее значение для динамического изменения направления и скорости двигателя.

Демонстрация / Что ожидать

После завершения подключения проводов и загрузки кода вы должны наблюдать, как мотор вращается по часовой стрелке с 50% скоростью в течение 5 секунд, после чего останавливается. После задержки он будет вращаться против часовой стрелки с 80% скоростью еще 5 секунд. Распространенные ошибки включают неправильное подключение проводов и превышение допустимых напряжений, что может повредить транзисторы или мотор.

Временные метки видео

• 00:00- Введение
• 01:30- Обзор аппаратного обеспечения
• 03:15- Инструкции по проводке
• 05:00- Обзор кода
• 08:45- Демонстрация

Изображения

H-Bridge Project with TIP120 TIP125 Wiring diagram

schematic for TIP120 TIP125 H-Bridge

H-Bridge Project with TIP120 TIP125 3

555 Relay Timer of 20A 0-10 minutest on breadboard wiring

H-Bridge Project with TIP120 TIP125 Wiring diagram

schematic for TIP120 TIP125 H-Bridge

H-Bridge Project with TIP120 TIP125 3

555 Relay Timer of 20A 0-10 minutest on breadboard wiring