Komponen radio - simbol pada diagram. Bagaimana cara membaca sebutan komponen radio pada diagram? Kami mengontrol motor stepper dan motor DC, Contoh L298 dan Raspberry Pi untuk Arduino

Isi:

Amatir radio pemula sering kali dihadapkan pada masalah dalam mengidentifikasi komponen radio pada diagram dan membaca tandanya dengan benar. Kesulitan utama terletak pada banyaknya nama elemen yang diwakili oleh transistor, resistor, kapasitor, dioda, dan bagian lainnya. Implementasi praktisnya dan pengoperasian normal produk jadi sangat bergantung pada seberapa benar diagram dibaca.

Resistor

Resistor mencakup komponen radio yang memiliki hambatan tertentu terhadap arus listrik yang mengalir melaluinya. Fungsi ini dirancang untuk mengurangi arus dalam rangkaian. Misalnya, untuk membuat lampu bersinar kurang terang, daya disuplai melalui resistor. Semakin tinggi resistansi resistor, semakin sedikit lampu yang menyala. Untuk resistor tetap, resistansinya tetap tidak berubah, sedangkan resistor variabel dapat mengubah resistansinya dari nol ke nilai maksimum yang mungkin.

Setiap resistor konstan memiliki dua parameter utama - daya dan resistansi. Nilai pangkat ditunjukkan pada diagram bukan dengan simbol alfabet atau numerik, tetapi dengan bantuan garis khusus. Daya itu sendiri ditentukan dengan rumus: P = U x I, yaitu sama dengan hasil kali tegangan dan arus. Parameter ini penting karena resistor tertentu hanya mampu menahan sejumlah daya tertentu. Jika nilai ini terlampaui, elemen akan terbakar begitu saja, karena panas dilepaskan ketika arus melewati resistansi. Oleh karena itu, pada gambar, setiap garis yang ditandai pada resistor berhubungan dengan daya tertentu.

Ada cara lain untuk menentukan resistor dalam diagram:

1. Pada diagram rangkaian, nomor seri ditunjukkan sesuai dengan lokasi (R1) dan nilai resistansinya sama dengan 12K. Huruf “K” adalah awalan ganda dan berarti 1000. Artinya, 12K sama dengan 12,000 ohm atau 12 kilo-ohm. Jika ada huruf “M” pada penandaannya, ini menunjukkan 12.000.000 ohm atau 12 megaohm.
2. Dalam penandaan dengan huruf dan angka, simbol huruf E, K dan M berhubungan dengan beberapa awalan tertentu. Jadi huruf E = 1, K = 1000, M = 1000000. Penguraian simbolnya akan terlihat seperti ini: 15E - 15 Ohm; K15 - 0,15 Ohm - 150 Ohm; 1K5 - 1,5 kOhm; 15K - 15 kOhm; M15 - 0,15M - 150 kOhm; 1M2 - 1,5 mOhm; 15M - 15mOhm.
3. Dalam hal ini, hanya sebutan digital yang digunakan. Masing-masing mencakup tiga digit. Dua yang pertama sesuai dengan nilai, dan yang ketiga - dengan pengganda. Jadi, faktor-faktornya adalah: 0, 1, 2, 3 dan 4. Faktor-faktor tersebut menunjukkan banyaknya angka nol yang ditambahkan ke nilai dasar. Misalnya 150 - 15 Ohm; 151 - 150 ohm; 152 - 1500 ohm; 153 - 15000 Ohm; 154 - 120000 Ohm.

Resistor tetap

Nama resistor konstan dikaitkan dengan resistansi nominalnya, yang tetap tidak berubah sepanjang periode operasi. Mereka berbeda tergantung pada desain dan bahannya.

Elemen kawat terdiri dari kabel logam. Dalam beberapa kasus, paduan resistivitas tinggi dapat digunakan. Dasar untuk melilitkan kawat adalah bingkai keramik. Resistor ini mempunyai akurasi nominal yang tinggi, namun kelemahan seriusnya adalah adanya induktansi diri yang besar. Dalam pembuatan resistor logam film, logam dengan resistivitas tinggi disemprotkan ke dasar keramik. Karena kualitasnya, elemen-elemen tersebut paling banyak digunakan.

Desain resistor tetap karbon dapat berupa film atau volumetrik. Dalam hal ini digunakan kualitas grafit sebagai material dengan resistivitas tinggi. Ada resistor lain, misalnya resistor integral. Mereka digunakan dalam sirkuit terpadu tertentu di mana penggunaan elemen lain tidak memungkinkan.

Resistor variabel

Amatir radio pemula sering mengacaukan resistor variabel dengan kapasitor variabel, karena tampilannya sangat mirip satu sama lain. Namun, keduanya memiliki fungsi yang sangat berbeda, dan terdapat juga perbedaan signifikan dalam cara representasinya pada diagram sirkuit.

Desain resistor variabel mencakup penggeser yang berputar sepanjang permukaan resistif. Fungsi utamanya adalah untuk mengatur parameter, yaitu mengubah resistansi internal ke nilai yang diinginkan. Pengoperasian kontrol volume pada peralatan audio dan perangkat serupa lainnya didasarkan pada prinsip ini. Semua penyesuaian dilakukan dengan mengubah tegangan dan arus pada perangkat elektronik secara lancar.

Parameter utama dari resistor variabel adalah resistansinya, yang dapat bervariasi dalam batas tertentu. Selain itu, ia memiliki daya terpasang yang harus ditahannya. Semua jenis resistor memiliki kualitas ini.

Pada diagram sirkuit domestik, elemen tipe variabel ditunjukkan dalam bentuk persegi panjang, di mana dua terminal utama dan satu terminal tambahan ditandai, terletak secara vertikal atau melewati ikon secara diagonal.

Dalam diagram asing, persegi panjang diganti dengan garis lengkung yang menunjukkan keluaran tambahan. Di sebelah penunjukannya terdapat huruf bahasa Inggris R dengan nomor urut suatu unsur tertentu. Nilai resistansi nominal ditunjukkan di sebelahnya.

Koneksi resistor

Dalam bidang elektronika dan teknik elektro, sambungan resistor sering digunakan dalam berbagai kombinasi dan konfigurasi. Untuk lebih jelasnya, Anda harus mempertimbangkan bagian terpisah dari rangkaian dengan serial, paralel dan.

Pada sambungan seri, ujung salah satu resistor dihubungkan ke awal elemen berikutnya. Jadi, semua resistor dihubungkan satu demi satu, dan arus total dengan nilai yang sama mengalir melaluinya. Antara titik awal dan titik akhir hanya ada satu jalur aliran arus. Ketika jumlah resistor yang dihubungkan ke suatu rangkaian meningkat, maka terjadi peningkatan pula pada resistansi total.

Suatu sambungan dianggap paralel jika ujung awal semua resistor digabungkan pada satu titik, dan keluaran akhir pada titik lain. Aliran arus terjadi melalui masing-masing resistor. Sebagai hasil dari hubungan paralel, seiring bertambahnya jumlah resistor yang dihubungkan, jumlah jalur aliran arus juga meningkat. Resistansi total pada bagian tersebut berkurang sebanding dengan jumlah resistor yang terhubung. Resistansinya akan selalu lebih kecil dari resistansi resistor apa pun yang dihubungkan secara paralel.

Paling sering dalam elektronik radio, koneksi campuran digunakan, yang merupakan kombinasi opsi paralel dan serial.

Pada diagram yang ditunjukkan, resistor R2 dan R3 dihubungkan secara paralel. Sambungan seri meliputi resistor R1, kombinasi R2 dan R3, dan resistor R4. Untuk menghitung resistansi sambungan semacam itu, seluruh rangkaian dibagi menjadi beberapa bagian sederhana. Setelah itu, nilai resistansi dijumlahkan dan diperoleh hasil keseluruhan.

Semikonduktor

Dioda semikonduktor standar terdiri dari dua terminal dan satu sambungan listrik penyearah. Semua elemen sistem digabungkan dalam wadah umum yang terbuat dari keramik, kaca, logam atau plastik. Salah satu bagian kristal disebut emitor karena konsentrasi pengotornya tinggi, dan bagian lainnya yang konsentrasinya rendah disebut basa. Penandaan semikonduktor pada diagram mencerminkan fitur desain dan karakteristik teknisnya.

Germanium atau silikon digunakan untuk membuat semikonduktor. Dalam kasus pertama, dimungkinkan untuk mencapai koefisien transmisi yang lebih tinggi. Unsur-unsur yang terbuat dari germanium dicirikan oleh peningkatan konduktivitas, yang bahkan tegangan rendah pun sudah cukup.

Tergantung pada desainnya, semikonduktor dapat berupa titik atau bidang, dan menurut karakteristik teknologinya dapat berupa penyearah, pulsa, atau universal.

Kapasitor

Kapasitor adalah suatu sistem yang mencakup dua atau lebih elektroda yang dibuat dalam bentuk pelat – pelat. Mereka dipisahkan oleh dielektrik, yang jauh lebih tipis dari pelat kapasitor. Seluruh perangkat memiliki kapasitansi timbal balik dan memiliki kemampuan untuk menyimpan muatan listrik. Pada diagram paling sederhana, kapasitor direpresentasikan dalam bentuk dua pelat logam sejajar yang dipisahkan oleh semacam bahan dielektrik.

Pada diagram sirkuit, di sebelah gambar kapasitor, kapasitansi nominalnya ditunjukkan dalam mikrofarad (μF) atau pikofarad (pF). Saat menunjuk kapasitor elektrolitik dan tegangan tinggi, setelah kapasitansi pengenal, nilai tegangan operasi maksimum, diukur dalam volt (V) atau kilovolt (kV), ditunjukkan.

Kapasitor variabel

Untuk menunjuk kapasitor dengan kapasitansi variabel, digunakan dua segmen paralel, yang dilintasi oleh panah miring. Pelat-pelat bergerak yang dihubungkan pada suatu titik tertentu dalam rangkaian digambarkan sebagai busur pendek. Di sebelahnya terdapat sebutan kapasitas minimum dan maksimum. Sebuah blok kapasitor yang terdiri dari beberapa bagian digabungkan menggunakan garis putus-putus yang memotong tanda penyesuaian (panah).

Penunjukan kapasitor pemangkas mencakup garis miring dengan tanda hubung di ujungnya, bukan panah. Rotor tampak sebagai busur pendek. Elemen lainnya - kapasitor termal - ditandai dengan huruf SK. Dalam representasi grafisnya, simbol suhu ditempatkan di sebelah tanda regulasi nonlinier.

Kapasitor permanen

Simbol grafis untuk kapasitor dengan kapasitansi konstan banyak digunakan. Mereka digambarkan sebagai dua segmen paralel dan kesimpulan dari tengah masing-masing segmen. Huruf C ditempatkan di sebelah ikon, setelahnya - nomor seri elemen dan, dengan interval kecil, penunjukan numerik dari kapasitas nominal.

Saat menggunakan kapasitor dalam suatu rangkaian, tanda bintang ditempatkan sebagai ganti nomor serinya. Nilai tegangan pengenal hanya ditunjukkan untuk rangkaian tegangan tinggi. Ini berlaku untuk semua kapasitor kecuali kapasitor elektrolitik. Simbol voltase digital ditempatkan setelah penunjukan kapasitas.

Sambungan banyak kapasitor elektrolitik memerlukan polaritas yang benar. Dalam diagram, tanda “+” atau persegi panjang sempit digunakan untuk menunjukkan penutup positif. Jika tidak ada polaritas, kedua pelat ditandai dengan persegi panjang sempit.

Dioda dan Dioda Zener

Dioda adalah perangkat semikonduktor paling sederhana yang beroperasi berdasarkan sambungan lubang elektron yang dikenal sebagai sambungan pn. Properti konduktivitas satu arah disampaikan dengan jelas dalam simbol grafis. Dioda standar digambarkan sebagai segitiga, melambangkan anoda. Puncak segitiga menunjukkan arah konduksi dan berbatasan dengan garis melintang yang menunjukkan katoda. Keseluruhan gambar di tengahnya berpotongan dengan garis rangkaian listrik.

Penunjukan huruf VD digunakan. Ini tidak hanya menampilkan elemen individual, tetapi juga seluruh grup, misalnya, . Jenis dioda tertentu ditunjukkan di sebelah penunjukan posisinya.

Simbol dasar juga digunakan untuk menunjuk dioda zener, yaitu dioda semikonduktor dengan sifat khusus. Katoda memiliki guratan pendek yang mengarah ke segitiga, melambangkan anoda. Stroke ini diposisikan tidak berubah, terlepas dari posisi ikon dioda zener pada diagram sirkuit.

Transistor

Kebanyakan komponen elektronik hanya memiliki dua terminal. Namun elemen seperti transistor dilengkapi dengan tiga terminal. Desain mereka hadir dalam berbagai jenis, bentuk dan ukuran. Prinsip umum operasinya sama, dan perbedaan kecil terkait dengan karakteristik teknis elemen tertentu.

Transistor digunakan terutama sebagai saklar elektronik untuk menghidupkan dan mematikan berbagai perangkat. Kenyamanan utama perangkat tersebut adalah kemampuan untuk mengalihkan tegangan tinggi menggunakan sumber tegangan rendah.

Pada intinya, setiap transistor adalah perangkat semikonduktor yang dengannya osilasi listrik dihasilkan, diperkuat, dan diubah. Yang paling luas adalah transistor bipolar dengan konduktivitas listrik yang sama antara emitor dan kolektor.

Dalam diagram mereka ditandai dengan kode huruf VT. Gambar grafisnya berupa garis putus-putus pendek dengan garis memanjang dari tengahnya. Simbol ini menunjukkan alasnya. Dua garis miring digambar pada tepinya dengan sudut 60 0, menampilkan emitor dan kolektor.

Konduktivitas listrik basa bergantung pada arah panah emitor. Jika diarahkan ke basa, maka daya hantar listrik emitor adalah p, dan daya hantar listrik basa adalah n. Ketika panah diarahkan ke arah yang berlawanan, emitor dan basis mengubah konduktivitas listriknya ke nilai yang berlawanan. Pengetahuan tentang konduktivitas listrik diperlukan untuk menghubungkan transistor ke sumber listrik dengan benar.

Untuk memperjelas penunjukan pada diagram komponen radio transistor, ditempatkan dalam lingkaran yang menunjukkan rumahan. Dalam beberapa kasus, rumah logam dihubungkan ke salah satu terminal elemen. Tempat seperti itu pada diagram ditampilkan sebagai titik yang ditempatkan di tempat pin berpotongan dengan simbol rumah. Jika terdapat terminal terpisah pada casing, maka garis yang menunjukkan terminal tersebut dapat dihubungkan dalam lingkaran tanpa titik. Di dekat penunjukan posisi transistor, jenisnya ditunjukkan, yang secara signifikan dapat meningkatkan kandungan informasi rangkaian.

Penunjukan huruf pada diagram komponen radio

Sebutan dasar	Nama barang	Sebutan tambahan	Tipe perangkat
	Perangkat		Pengatur saat ini
			Blok relai
			Perangkat
	Pengonversi		Pembicara
			Sensor termal
			fotosel
			Mikropon
			Menjemput
	Kapasitor		Bank kapasitor daya
			Blok kapasitor pengisi daya
	Sirkuit terpadu, rakitan mikro		analog IC
			IC digital, elemen logika
	Elemennya berbeda		Pemanas listrik termal
			Lampu penerangan
	Arester, sekering, alat pelindung		Elemen perlindungan arus sesaat yang terpisah
			Hal yang sama untuk arus inersia
			sekering
			Penangkap
	Generator, catu daya		Baterai
			Kompensator sinkron
			Pembangkit pembangkit
	Perangkat penunjuk dan pemberi sinyal		Perangkat alarm suara
			Indikator
			Perangkat sinyal cahaya
			Papan sinyal
			Lampu sinyal dengan lensa hijau
			Lampu sinyal dengan lensa merah
			Lampu sinyal dengan lensa putih
			Indikator ionik dan semikonduktor
	Relai, kontaktor, starter		Relai saat ini
			Relai indikator
			Relai elektrotermal
			Kontaktor, starter magnetis
			Relai waktu
			Relai tegangan
			Aktifkan relai perintah
			Relai perintah perjalanan
			Relai perantara
	Induktor, tersedak		Kontrol pencahayaan neon
			Pengukur waktu aksi, jam
			pengukur tegangan volt
			Alat pengukur watt
	Sakelar dan pemisah daya		Sakelar otomatis
	Resistor		Termistor
			Potensiometer
			Mengukur shunt
			Varistor
	Mengalihkan perangkat dalam sirkuit kontrol, sinyal dan pengukuran		Beralih atau beralih
			Sakelar tombol tekan
			Sakelar otomatis
	Autotransformator		Transformator arus
			Transformator tegangan
	Pengonversi		Alat modulasi
			Demodulator
			satuan daya
			Konverter frekuensi
	Perangkat elektrovakum dan semikonduktor		Dioda, dioda zener
			Perangkat vakum listrik
			Transistor
			Thyristor
	Konektor kontak		Kolektor saat ini
			Konektor frekuensi tinggi
	Perangkat mekanis dengan penggerak elektromagnetik		Elektromagnet
			Kunci elektromagnetik

Transformator elektronik menggantikan transformator inti baja yang besar. Trafo elektronik itu sendiri, tidak seperti trafo klasik, adalah keseluruhan perangkat - konverter tegangan.

Konverter semacam itu digunakan dalam penerangan untuk menyalakan lampu halogen 12 volt. Jika Anda pernah memperbaiki lampu gantung dengan remote control, Anda mungkin pernah menemukannya.

Berikut adalah diagram trafo elektronik JINDEL(model DAPATKAN-03) dengan perlindungan hubung singkat.

Elemen daya utama dari rangkaian ini adalah transistor n-p-n MJE13009, yang dihubungkan menurut rangkaian setengah jembatan. Mereka beroperasi dalam antifase pada frekuensi 30 - 35 kHz. Semua daya yang disuplai ke beban - lampu halogen EL1...EL5 - dipompa melaluinya. Dioda VD7 dan VD8 diperlukan untuk melindungi transistor V1 dan V2 dari tegangan balik. Dinistor simetris (alias diac) diperlukan untuk memulai rangkaian.

Pada transistor V3 ( 2N5551) dan elemen VD6, C9, R9 - R11, sirkuit proteksi hubung singkat diimplementasikan pada output ( perlindungan hubung singkat).

Jika terjadi korsleting pada rangkaian keluaran, peningkatan arus yang mengalir melalui resistor R8 akan menyebabkan transistor V3 beroperasi. Transistor akan membuka dan memblokir pengoperasian dinistor DB3, yang memulai rangkaian.

Resistor R11 dan kapasitor elektrolitik C9 mencegah pengoperasian proteksi yang salah saat lampu dinyalakan. Saat lampu dinyalakan, filamennya menjadi dingin, sehingga konverter menghasilkan arus yang signifikan pada awal penyalaan.

Untuk menyearahkan tegangan listrik 220V, digunakan rangkaian jembatan klasik dioda 1,5 amp 1N5399.

Induktor L2 digunakan sebagai trafo step-down. Ini memakan hampir setengah ruang pada PCB konverter.

Karena struktur internalnya, tidak disarankan untuk menyalakan trafo elektronik tanpa beban. Oleh karena itu, daya minimum beban yang tersambung adalah 35 - 40 watt. Kisaran daya pengoperasian biasanya ditunjukkan pada badan produk. Misalnya, pada badan trafo elektronik, foto pertama menunjukkan kisaran daya keluaran: 35 - 120 watt. Daya beban minimumnya adalah 35 watt.

Sebaiknya sambungkan lampu halogen EL1...EL5 (beban) ke trafo elektronik dengan kabel tidak lebih dari 3 meter. Karena arus yang signifikan mengalir melalui konduktor penghubung, kabel yang panjang meningkatkan resistansi total dalam rangkaian. Oleh karena itu, lampu yang letaknya lebih jauh akan bersinar lebih redup dibandingkan lampu yang letaknya lebih dekat.

Perlu juga dipertimbangkan bahwa hambatan kabel panjang berkontribusi terhadap pemanasannya karena aliran arus yang signifikan.

Perlu juga dicatat bahwa, karena kesederhanaannya, transformator elektronik adalah sumber interferensi frekuensi tinggi dalam jaringan. Biasanya, filter ditempatkan pada input perangkat tersebut untuk memblokir interferensi. Seperti dapat kita lihat dari diagram, trafo elektronik untuk lampu halogen tidak memiliki filter seperti itu. Namun pada catu daya komputer, yang juga dirakit menggunakan rangkaian setengah jembatan dan dengan osilator master yang lebih kompleks, filter seperti itu biasanya dipasang.

Pada artikel ini, kita akan melihat lebih dekat cara kerja H-bridge, yang digunakan untuk mengontrol motor DC tegangan rendah. Sebagai contoh, kita akan menggunakan sirkuit terintegrasi L298, yang populer di kalangan penggemar robotika. Tapi pertama-tama, dari yang sederhana ke yang rumit.

H-bridge pada sakelar mekanis

Arah putaran poros motor DC bergantung pada polaritas catu daya. Untuk mengubah polaritas ini, tanpa menyambungkan kembali catu daya, kita dapat menggunakan 4 saklar seperti terlihat pada gambar berikut.

Jenis sambungan ini dikenal sebagai "Jembatan H" - karena bentuk rangkaiannya yang terlihat seperti huruf "H". Diagram sambungan motor ini memiliki sifat yang sangat menarik, yang akan kami uraikan pada artikel kali ini.

Jika kita menutup saklar kiri atas dan kanan bawah maka motor akan terhubung di sebelah kanan ke negatif dan di kiri ke positif. Akibatnya, ia akan berputar ke satu arah (jalur saat ini ditunjukkan dengan garis merah dan panah).

Jika kita menutup saklar kanan atas dan kiri bawah, maka motor akan terhubung di sebelah kanan ke positif, dan di kiri ke negatif. Dalam hal ini, motor akan berputar berlawanan arah.

Rangkaian kontrol ini memiliki satu kelemahan yang signifikan: jika kedua sakelar di kiri atau kedua sakelar di kanan ditutup pada saat yang bersamaan, catu daya akan mengalami hubungan pendek, sehingga situasi ini harus dihindari.

Hal yang menarik dari rangkaian berikut ini adalah dengan hanya menggunakan dua saklar atas atau bawah, kita menghilangkan daya dari motor sehingga menyebabkan motor berhenti.

Tentu saja, jembatan-H yang seluruhnya terbuat dari pemindah gigi (derailleurs) tidak terlalu serbaguna. Kami memberikan contoh ini hanya untuk menjelaskan secara sederhana dan visual prinsip pengoperasian jembatan-H.

Namun jika saklar mekanis diganti dengan kunci elektronik maka desainnya akan lebih menarik, karena dalam hal ini kunci elektronik dapat diaktifkan oleh rangkaian logika, misalnya mikrokontroler.

Jembatan-H yang ditransistorisasi

Untuk membuat jembatan-H elektronik pada transistor, Anda dapat menggunakan transistor tipe NPN dan PNP. Transistor efek medan juga dapat digunakan. Kita akan melihat versi transistor NPN karena ini adalah solusi yang digunakan pada chip L298, yang akan kita lihat nanti.

Transistor adalah komponen elektronik yang pengoperasiannya rumit untuk dijelaskan, tetapi jika dikaitkan dengan jembatan-H, pengoperasiannya mudah dianalisis karena hanya beroperasi dalam dua keadaan (cutoff dan saturasi).

Kita dapat membayangkan transistor secara sederhana sebagai sebuah saklar elektronik yang tertutup ketika basis (b) adalah 0 V dan terbuka ketika basisnya positif.

Oke, saklar mekanis sudah kita ganti dengan saklar transistor. Sekarang kita memerlukan unit kontrol yang akan mengontrol keempat transistor kita. Untuk ini kita akan menggunakan elemen logika tipe “DAN”.

Logika kontrol jembatan-H

Gerbang AND terdiri dari komponen elektronik yang terintegrasi dan, tanpa mengetahui apa yang ada di dalamnya, kita dapat menganggapnya sebagai semacam "kotak hitam" yang memiliki dua masukan dan satu keluaran. Tabel kebenaran menunjukkan kepada kita 4 kemungkinan kombinasi sinyal masukan dan sinyal keluarannya yang sesuai.

Kita melihat bahwa hanya ketika kedua masukan memiliki sinyal positif (logis), sinyal logis muncul pada keluaran. Dalam semua kasus lainnya, outputnya akan menjadi nol logis (0V).

Selain gerbang AND ini, jembatan-H kita memerlukan gerbang AND jenis lain, di mana kita dapat melihat lingkaran kecil di salah satu masukannya. Ini masih merupakan elemen logis yang sama “DAN”, tetapi dengan satu masukan pembalik (terbalik). Dalam hal ini, tabel kebenarannya akan sedikit berbeda.

Jika kita menggabungkan kedua jenis elemen "DAN" ini dengan dua sakelar elektronik, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut, maka status keluaran "X" dapat berada dalam tiga status: terbuka, positif, atau negatif. Ini akan bergantung pada keadaan logika kedua masukan. Jenis keluaran ini dikenal sebagai "Output Tiga Keadaan" dan banyak digunakan dalam elektronik digital.

Sekarang mari kita lihat bagaimana contoh kita akan bekerja. Ketika input ENA (aktifkan) adalah 0V, terlepas dari status input A, output X akan terbuka karena output dari kedua gerbang AND akan menjadi 0V, dan karenanya kedua sakelar juga akan terbuka.

Ketika kita menerapkan tegangan ke input ENA, salah satu dari dua sakelar akan ditutup tergantung pada sinyal pada input "A": level tinggi pada input "A" akan menghubungkan output "X" ke positif, level rendah pada input " A" akan menghubungkan output "X" "ke catu daya minus.

Jadi, kami membangun salah satu dari dua cabang jembatan “H”. Sekarang mari kita beralih ke pengoperasian jembatan penuh.

Mengoperasikan jembatan-H lengkap

Dengan menambahkan rangkaian identik untuk cabang kedua dari jembatan-H, kita mendapatkan jembatan lengkap dimana motor sudah dapat dihubungkan.

Perhatikan bahwa input pengaktifan (ENA) terhubung ke kedua kaki jembatan, sedangkan dua input lainnya (In1 dan In2) bersifat independen. Untuk kejelasan rangkaian, kami tidak menunjukkan resistansi pelindung di dasar transistor.

Ketika ENA 0V, maka semua keluaran gerbang logika juga 0V, sehingga transistor tertutup dan motor tidak berputar. Jika sinyal positif diterapkan ke input ENA, dan terdapat 0V pada input IN1 dan IN2, maka elemen “B” dan “D” akan diaktifkan. Dalam keadaan ini, kedua input motor akan dibumikan dan motor juga tidak akan berputar.

Jika kita memberikan sinyal positif ke IN1, sedangkan IN2 0V, maka elemen logika “A” akan diaktifkan bersama dengan elemen “D”, dan “B” dan “C” akan dinonaktifkan. Akibatnya, mesin akan menerima daya plus dari transistor yang terhubung ke elemen “A” dan daya minus dari transistor yang terhubung ke elemen “D”. Motor akan mulai berputar ke satu arah.

Jika kita membalikkan (membalik) sinyal pada input IN1 dan IN2, maka dalam hal ini elemen logika “C” dan “B” diaktifkan, dan “A” dan “D” dinonaktifkan. Akibatnya motor akan menerima daya positif dari transistor yang terhubung ke “C” dan daya negatif dari transistor yang terhubung ke “B”. Motor akan mulai berputar ke arah yang berlawanan.

Jika terdapat sinyal positif pada input IN1 dan IN2, maka elemen aktif dengan transistor yang sesuai akan menjadi “A” dan “C”, sedangkan kedua output motor akan dihubungkan ke catu daya positif.

H-bridge pada driver L298

Sekarang mari kita lihat pengoperasian chip L298. Gambar tersebut menunjukkan diagram blok driver L298, yang memiliki dua jembatan H identik dan memungkinkan Anda mengontrol dua motor arus searah (DC).

Seperti yang bisa kita lihat, bagian negatif dari jembatan tidak terhubung langsung ke ground, tetapi tersedia pada pin 1 untuk jembatan di sebelah kiri dan pada pin 15 untuk jembatan di sebelah kanan. Dengan menambahkan resistansi (shunt) yang sangat kecil antara pin dan ground ini (RSA dan RSB), kita dapat mengukur konsumsi arus setiap jembatan menggunakan rangkaian elektronik yang dapat mengukur penurunan tegangan pada "SENS A" dan "SENS B" poin.

Hal ini berguna untuk mengatur arus motor (menggunakan PWM) atau sekadar mengaktifkan sistem proteksi jika motor mati (dalam hal ini konsumsi arusnya meningkat secara signifikan).

Dioda proteksi untuk beban induktif

Setiap motor mempunyai lilitan kawat (kumparan) sehingga dalam proses pengendalian motor terjadi lonjakan EMF induksi sendiri pada terminalnya, yang dapat merusak transistor jembatan.

Untuk mengatasi masalah ini, Anda dapat menggunakan dioda tipe Shottky cepat atau, jika motor kita tidak terlalu bertenaga, cukup dioda penyearah biasa seperti 1N4007. Harus diingat bahwa keluaran jembatan mengubah polaritasnya selama pengendalian motor, sehingga perlu menggunakan empat dioda, bukan satu.

Mengapa kita memerlukan driver motor dan jembatan H pada khususnya?

Setelah belajar “melompat” pin dan menyalakan LED, penggemar dan penggemar Arduino menginginkan sesuatu yang lebih, sesuatu yang lebih bertenaga, misalnya belajar mengendalikan motor. Tidak mungkin menghubungkan motor secara langsung ke mikrokontroler, karena arus pin pengontrol pada umumnya adalah beberapa miliampere, dan untuk motor, bahkan motor mainan, hitungannya puluhan dan ratusan miliampere, hingga beberapa ampere. Hal yang sama berlaku untuk tegangan: mikrokontroler beroperasi dengan tegangan hingga 5 V, dan motor memiliki tegangan yang berbeda.

Ulasan ini hanya tentang memberi daya pada motor DC yang disikat; untuk motor stepper lebih baik menggunakan driver motor stepper khusus, dan motor tanpa sikat memiliki drivernya sendiri; Perhatikan bahwa dalam literatur berbahasa Rusia terdapat beberapa kebingungan terminologis - driver mesin disebut modul "perangkat keras" dan fragmen kode, fungsi yang bertanggung jawab untuk bekerja dengan driver "perangkat keras" ini. Yang kami maksud dengan “driver” adalah modul yang di satu sisi terhubung ke mikrokontroler (misalnya, ke papan Arduino), dan di sisi lain ke motor. “Pengubah” sinyal logis pengontrol menjadi tegangan keluaran untuk memberi daya pada motor adalah “penggerak” motor, dan, khususnya, driver L9110S kami.

Prinsip operasi gandaH-berbasis jembatanL9110 S

H - bridge (baca "ash-bridge") - modul elektronik, analog dengan saklar, biasanya digunakan untuk memberi daya pada motor DC dan motor stepper, meskipun modul yang lebih khusus biasanya digunakan untuk motor stepper. Disebut “H” karena diagram rangkaian jembatan-H menyerupai huruf H.

“Tongkat” H memiliki motor DC. Jika kontak S1 dan S4 ditutup maka motor akan berputar satu arah, di sebelah kiri akan ada nol (S1), di sebelah kanan + tegangan (S4). Jika kontak S2 dan S3 ditutup, maka pada kontak kanan motor akan ada nol (S3), dan pada kontak kiri + daya (S1), motor akan berputar ke arah lain. Jembatan adalah chip L9110 dengan perlindungan terhadap arus yang lewat: saat berpindah, kontak pertama kali terbuka, dan hanya setelah beberapa saat kontak lainnya ditutup. Ada dua chip L9110 di papan, sehingga satu papan dapat mengontrol dua konsumen DC: motor, solenoida, LED, apa pun, atau satu motor stepper dua belitan (motor stepper seperti itu disebut bipolar dua fase).

Elemen papan

Papannya kecil, hanya ada sedikit elemen:

1. Sambungan motor A
2. Konektor sambungan motorB
3. Motor chip H-jembatan
4. Chip jembatan H Motor B
5. Pin koneksi daya dan kontrol

Koneksi

Motor A dan Motor B - dua output untuk menghubungkan beban, arus tidak lebih dari 0,8 A; V-1A - isyarat “Motor B maju”; DALAM 1B- sinyal “Motor B mundur”; Tanah (GND)- harus terhubung ke ground mikrokontroler dan catu daya motor.; Nutrisi (VCC) - catu daya motor (tidak lebih dari 12 V); A-1A - sinyal "Motor A maju"; A-1B- Sinyal "Motor A mundur". Sinyal pada pin mengontrol tegangan pada output untuk menghubungkan motor:

Untuk mengontrol tegangan keluaran dengan lancar, kami menerapkan tidak hanya TINGGI, tetapi juga sinyal termodulasi lebar pulsa (PWM). Semua pin Arduino yang ditandai dengan ~ dapat memberikan output PWM dengan perintah analogWrite(n,P), di mana n adalah nomor pin (di Arduino Nano dan Uno masing-masing adalah 3,5-6 dan 9-11). Saat menggunakan pin ini untuk sinyal PWM, Anda harus menggunakan Timer 0 (pin 5 dan 6), Timer 1 (pin 9 dan 10) dan Timer 2 (pin 3 dan 11). Faktanya adalah beberapa fungsi perpustakaan mungkin menggunakan pengatur waktu yang sama - maka akan ada konflik. Secara umum, cukup diketahui bahwa pin 3 terhubung ke input A-1B, dan pin 5 ke input A1-A, perintah digitalWrite(3,127) akan menyuplai 50% tegangan ke motor dalam arah maju.

Contoh penggunaan

Kontrol robot: troli dengan lampu depan (LED putih) dan lampu mundur (LED merah). Programnya tercantum di bawah ini dan menjelaskan pergerakan siklik kereta: maju-berhenti-mundur-berhenti. Semua langkah penting dalam program ini diberi komentar.

Motor dihubungkan ke terminal MOTOR A, LED dihubungkan ke output MOTOR B. Robot memajukan WAKTU dengan menyalakan LED putih. Berikutnya adalah waktu TIME dengan LED putih setengah menyala. Kemudian ia melaju kembali, menyalakan LED merah. Berikutnya adalah TIME lagi, menyalakan LED merah dan putih dengan kecerahan setengah. // Driver motor L9110S // oleh Dr.S // website // tentukan port mana yang akan kita gunakan untuk mengontrol motor dan LED #define FORWARD 3 #define BACK 5 #define WHITE_LIGHT 6 #define RED_LIGHT 9 #define LEDOUT 13 #define WAKTU 5000 unsigned char Forward_Speed ​​​​= 200; karakter yang tidak ditandatangani Back_Speed ​​​​= 160; karakter yang tidak ditandatangani White_Light = 210; karakter yang tidak ditandatangani Red_Light = 220; void setup() ( // mendeklarasikan pin kontrol jembatan sebagai output: pinMode(FORWARD, OUTPUT); pinMode(BACK, OUTPUT); pinMode(WHITE_LIGHT, OUTPUT); pinMode(RED_LIGHT, OUTPUT); pinMode(LEDOUT, OUTPUT); ) // rutinitas loop berjalan berulang-ulang selamanya: void loop() ( // Robot bergerak maju seiring waktu TIME analogWrite(WHITE_LIGHT, White_Light); // Nyalakan "lampu depan" LED putih analogWrite(RED_LIGHT, 0); analogWrite (FORWARD, Forward_Speed); // Robot maju analogWrite(BACK, 0 // dan tunggu sebentar // Robot menyalakan “lampu depan” dengan kecerahan setengah normal dan berdiri analogWrite(WHITE_LIGHT, White_Light / 2 ); // Nyalakan “lampu depan” LED putih analogWrite(RED_LIGHT, 0); analogWrite(FORWARD, 0); // Robot berdiri analogWrite(BACK, 0); LED merah "mundur" dan mundur analogWrite(WHITE_LIGHT, 0); // Nyalakan LED "lampu depan" putih sebagai lampu parkir analogWrite(RED_LIGHT, Red_Light, analogWrite(FORWARD, 0); analogWrite(BACK, Back_Speed); // Robot kembali tunda (TIME); // dan tunggu sebentar // Robot menyalakan LED merah dan putih secara bergantian dan berdiri analogWrite(WHITE_LIGHT, 0); analogWrite(RED_LIGHT, Red_Light / 2); // Nyalakan LED merah sebagai lampu parkir analogWrite(FORWARD, 0); analogWrite(KEMBALI, 0); // Robot memerlukan penundaan (TIME / 2); // dan tunggu sebentar analogWrite(WHITE_LIGHT, White_Light / 2); // Nyalakan "lampu depan" LED putih sebagai lampu parkir analogWrite(RED_LIGHT, 0); penundaan (WAKTU / 2); // dan tunggu sebentar)

Diagram skematik

Spesifikasi Modul

• Dua output independen, masing-masing hingga 800 mA
• Kapasitas kelebihan beban maksimum 1,2 A
• Tegangan suplai dari 2,5 hingga 12 V
• Level logika kompatibel dengan logika 3,3 dan 5 V
• Rentang pengoperasian 0 °C hingga 80 °C