Radio komponenti - simboli diagrammā. Kā diagrammā nolasīt radio komponentu apzīmējumus? Mēs kontrolējam pakāpju motorus un līdzstrāvas motorus, L298 un Raspberry Pi piemērus Arduino

Saturs:

Iesācēji radioamatieri bieži saskaras ar problēmu identificēt radio komponentus diagrammās un pareizi nolasīt to marķējumus. Galvenās grūtības rada lielais elementu nosaukumu skaits, ko attēlo tranzistori, rezistori, kondensatori, diodes un citas daļas. Tās praktiskā īstenošana un gatavā produkta normāla darbība lielā mērā ir atkarīga no tā, cik pareizi tiek nolasīta diagramma.

Rezistori

Rezistoros ietilpst radio komponenti, kuriem ir stingri noteikta pretestība caur tiem plūstošajai elektriskajai strāvai. Šī funkcija ir paredzēta, lai samazinātu strāvu ķēdē. Piemēram, lai lampa spīdētu mazāk spilgti, tai caur rezistoru tiek piegādāta strāva. Jo lielāka ir rezistora pretestība, jo mazāk lampa spīdēs. Fiksētajiem rezistoriem pretestība paliek nemainīga, savukārt mainīgie rezistori var mainīt savu pretestību no nulles uz maksimālo iespējamo vērtību.

Katram pastāvīgajam rezistoram ir divi galvenie parametri - jauda un pretestība. Jaudas vērtība diagrammā tiek norādīta nevis ar alfabēta vai ciparu simboliem, bet ar īpašu līniju palīdzību. Pati jaudu nosaka pēc formulas: P = U x I, tas ir, vienāda ar sprieguma un strāvas reizinājumu. Šis parametrs ir svarīgs, jo konkrēts rezistors var izturēt tikai noteiktu jaudu. Ja šī vērtība tiek pārsniegta, elements vienkārši izdegs, jo, strāvai šķērsojot pretestību, izdalās siltums. Tāpēc attēlā katra līnija, kas atzīmēta uz rezistora, atbilst noteiktai jaudai.

Ir arī citi veidi, kā diagrammās apzīmēt rezistorus:

1. Shēmās sērijas numurs ir norādīts atbilstoši atrašanās vietai (R1), un pretestības vērtība ir vienāda ar 12K. Burts “K” ir daudzkārtējs prefikss un nozīmē 1000. Tas ir, 12K atbilst 12 000 omi vai 12 kiloomi. Ja marķējumā ir burts “M”, tas norāda uz 12 000 000 omi vai 12 megaomi.
2. Marķējumā ar burtiem un cipariem burtu simboli E, K un M atbilst noteiktiem vairākiem prefiksiem. Tātad burts E = 1, K = 1000, M = 1000000. Simbolu dekodēšana izskatīsies šādi: 15E - 15 Ohm; K15 - 0,15 omi - 150 omi; 1K5 - 1,5 kOhm; 15K - 15kOhm; M15 - 0,15M - 150 kOhm; 1M2 - 1,5 mOhm; 15M - 15mOhm.
3. Šajā gadījumā tiek izmantoti tikai digitālie apzīmējumi. Katrā no tiem ir trīs cipari. Pirmie divi no tiem atbilst vērtībai, bet trešais - reizinātājam. Tādējādi faktori ir: 0, 1, 2, 3 un 4. Tie norāda nulles skaitu, kas pievienotas bāzes vērtībai. Piemēram, 150 - 15 omi; 151 - 150 omi; 152 - 1500 omi; 153 - 15000 omi; 154 - 120 000 omi.

Fiksētie rezistori

Pastāvīgo rezistoru nosaukums ir saistīts ar to nominālo pretestību, kas paliek nemainīga visā darbības laikā. Tie atšķiras atkarībā no dizaina un materiāliem.

Stiepļu elementi sastāv no metāla stieplēm. Dažos gadījumos var izmantot augstas pretestības sakausējumus. Vada uztīšanas pamats ir keramikas rāmis. Šiem rezistoriem ir augsta nominālā precizitāte, taču nopietns trūkums ir lielas pašinduktivitātes klātbūtne. Plēves metāla rezistoru ražošanā uz keramikas pamatnes tiek izsmidzināts metāls ar augstu pretestību. Pateicoties to īpašībām, šādi elementi tiek izmantoti visplašāk.

Oglekļa fiksēto rezistoru dizains var būt plēves vai tilpuma. Šajā gadījumā tiek izmantotas grafīta kā materiāla ar augstu pretestības īpašības. Ir arī citi rezistori, piemēram, integrālie. Tos izmanto īpašās integrālajās shēmās, kur citu elementu izmantošana nav iespējama.

Mainīgie rezistori

Iesācēji radio amatieri bieži sajauc mainīgo rezistoru ar mainīgo kondensatoru, jo pēc izskata tie ir ļoti līdzīgi viens otram. Tomēr tiem ir pilnīgi atšķirīgas funkcijas, un pastāv arī būtiskas atšķirības to attēlojumā ķēdes shēmās.

Mainīgā rezistora dizains ietver slīdni, kas griežas gar pretestības virsmu. Tās galvenā funkcija ir pielāgot parametrus, kas sastāv no iekšējās pretestības maiņas līdz vēlamajai vērtībai. Skaļuma regulēšanas darbība audioiekārtās un citās līdzīgās ierīcēs balstās uz šo principu. Visas regulēšanas tiek veiktas, vienmērīgi mainot spriegumu un strāvu elektroniskajās ierīcēs.

Mainīgā rezistora galvenais parametrs ir tā pretestība, kas var mainīties noteiktās robežās. Turklāt tam ir uzstādīta jauda, ​​kas tai jāiztur. Visiem rezistoru veidiem ir šādas īpašības.

Sadzīves shēmu shēmās mainīga tipa elementi ir norādīti taisnstūra formā, uz kura ir atzīmēti divi galvenie un viens papildu spailes, kas atrodas vertikāli vai iet caur ikonu pa diagonāli.

Ārzemju diagrammās taisnstūris tiek aizstāts ar izliektu līniju, kas norāda papildu izvadi. Blakus apzīmējumam ir angļu burts R ar konkrēta elementa sērijas numuru. Blakus ir norādīta nominālās pretestības vērtība.

Rezistoru pieslēgšana

Elektronikā un elektrotehnikā rezistoru savienojumus bieži izmanto dažādās kombinācijās un konfigurācijās. Lai iegūtu lielāku skaidrību, jums vajadzētu apsvērt atsevišķu ķēdes sadaļu ar seriālo, paralēlo un.

Sērijas savienojumā viena rezistora gals ir savienots ar nākamā elementa sākumu. Tādējādi visi rezistori ir savienoti viens pēc otra, un caur tiem plūst vienādas vērtības kopējā strāva. Starp sākuma un beigu punktiem ir tikai viens strāvas plūsmas ceļš. Palielinoties kopējā ķēdē savienoto rezistoru skaitam, attiecīgi palielinās kopējā pretestība.

Savienojums tiek uzskatīts par paralēlu, ja visu rezistoru sākuma gali ir apvienoti vienā punktā un gala izejas citā punktā. Strāvas plūsma notiek caur katru atsevišķu rezistoru. Paralēlā savienojuma rezultātā, palielinoties pieslēgto rezistoru skaitam, palielinās arī strāvas plūsmas ceļu skaits. Kopējā pretestība šādā sekcijā samazinās proporcionāli pievienoto rezistoru skaitam. Tā vienmēr būs mazāka par jebkura paralēli savienota rezistora pretestību.

Visbiežāk radioelektronikā tiek izmantots jauktais savienojums, kas ir paralēlo un seriālo iespēju kombinācija.

Parādītajā diagrammā rezistori R2 un R3 ir savienoti paralēli. Sērijas savienojums ietver rezistoru R1, R2 un R3 kombināciju un rezistoru R4. Lai aprēķinātu šāda savienojuma pretestību, visa ķēde ir sadalīta vairākās vienkāršās sadaļās. Pēc tam tiek summētas pretestības vērtības un iegūts kopējais rezultāts.

Pusvadītāji

Standarta pusvadītāju diode sastāv no diviem spailēm un viena taisngrieža elektriskā savienojuma. Visi sistēmas elementi ir apvienoti kopējā korpusā, kas izgatavots no keramikas, stikla, metāla vai plastmasas. Viena kristāla daļa tiek saukta par emitētāju augstās piemaisījumu koncentrācijas dēļ, bet otra daļa ar zemu koncentrāciju tiek saukta par bāzi. Pusvadītāju marķējums uz diagrammām atspoguļo to konstrukcijas iezīmes un tehniskās īpašības.

Pusvadītāju izgatavošanai izmanto ģermāniju vai silīciju. Pirmajā gadījumā ir iespējams sasniegt augstāku pārraides koeficientu. No germānija izgatavotiem elementiem ir raksturīga paaugstināta vadītspēja, kam pietiek pat ar zemu spriegumu.

Atkarībā no konstrukcijas pusvadītāji var būt punktveida vai plakani, un atbilstoši tehnoloģiskajām īpašībām tie var būt taisngrieži, impulsa vai universālie.

Kondensatori

Kondensators ir sistēma, kas ietver divus vai vairākus elektrodus, kas izgatavoti plākšņu - plākšņu veidā. Tie ir atdalīti ar dielektriķi, kas ir daudz plānāks nekā kondensatora plāksnes. Visai ierīcei ir savstarpēja kapacitāte, un tai ir iespēja uzglabāt elektrisko lādiņu. Vienkāršākajā diagrammā kondensators ir attēlots divu paralēlu metāla plākšņu veidā, kas atdalītas ar kaut kādu dielektrisku materiālu.

Shēmā blakus kondensatora attēlam tā nominālā kapacitāte ir norādīta mikrofarados (μF) vai pikofarados (pF). Apzīmējot elektrolītiskos un augstsprieguma kondensatorus, pēc nominālās kapacitātes norāda maksimālā darba sprieguma vērtību, mērot voltos (V) vai kilovoltos (kV).

Mainīgie kondensatori

Lai apzīmētu kondensatorus ar mainīgu kapacitāti, tiek izmantoti divi paralēli segmenti, kurus šķērso slīpa bultiņa. Kustīgās plāksnes, kas savienotas noteiktā ķēdes punktā, ir attēlotas kā īss loks. Blakus tam ir apzīmējums minimālajai un maksimālajai ietilpībai. Kondensatoru bloks, kas sastāv no vairākām sekcijām, tiek apvienots, izmantojot punktētu līniju, kas krustojas ar regulēšanas zīmēm (bultiņām).

Trimmera kondensatora apzīmējumā ir iekļauta slīpa līnija ar domuzīmi galā, nevis bultiņu. Rotors parādās kā īss loks. Citi elementi - termokondensatori - ir apzīmēti ar burtiem SK. Tās grafiskajā attēlojumā temperatūras simbols ir novietots blakus nelineārās regulēšanas zīmei.

Pastāvīgie kondensatori

Plaši tiek izmantoti grafiskie simboli kondensatoriem ar nemainīgu kapacitāti. Tie ir attēloti kā divi paralēli segmenti un secinājumi no katra no tiem vidus. Blakus ikonai ir burts C, aiz tā - elementa sērijas numurs un ar nelielu intervālu nominālās jaudas skaitlisks apzīmējums.

Izmantojot kondensatoru ar ķēdē, tā sērijas numura vietā tiek ievietota zvaigznīte. Nominālā sprieguma vērtība ir norādīta tikai augstsprieguma ķēdēm. Tas attiecas uz visiem kondensatoriem, izņemot elektrolītiskos. Ciparu sprieguma simbols ir novietots aiz jaudas apzīmējuma.

Daudzu elektrolītisko kondensatoru savienošanai nepieciešama pareiza polaritāte. Diagrammās tiek izmantota zīme “+” vai šaurs taisnstūris, lai norādītu uz pozitīvu vāku. Ja nav polaritātes, abas plāksnes iezīmē šauri taisnstūri.

Diodes un Zenera diodes

Diodes ir vienkāršākās pusvadītāju ierīces, kas darbojas, pamatojoties uz elektronu caurumu savienojumu, kas pazīstams kā pn savienojums. Vienvirziena vadītspējas īpašība ir skaidri izteikta grafiskajos simbolos. Standarta diode ir attēlota kā trīsstūris, kas simbolizē anodu. Trijstūra virsotne norāda vadīšanas virzienu un saskaras ar šķērslīniju, kas norāda katodu. Visu attēlu centrā šķērso elektriskās ķēdes līnija.

Tiek lietots burtu apzīmējums VD. Tas parāda ne tikai atsevišķus elementus, bet arī veselas grupas, piemēram, . Konkrētas diodes veids ir norādīts blakus tās pozīcijas apzīmējumam.

Pamatsimbols tiek izmantots arī, lai apzīmētu Zener diodes, kas ir pusvadītāju diodes ar īpašām īpašībām. Katodam ir īss gājiens, kas vērsts pret trīsstūri, kas simbolizē anodu. Šis gājiens ir novietots nemainīgs neatkarīgi no zenera diodes ikonas stāvokļa shēmas shēmā.

Tranzistori

Lielākajai daļai elektronisko komponentu ir tikai divi termināļi. Tomēr tādi elementi kā tranzistori ir aprīkoti ar trim spailēm. To dizainiem ir dažādi veidi, formas un izmēri. To vispārīgie darbības principi ir vienādi, un nelielas atšķirības ir saistītas ar konkrēta elementa tehniskajiem parametriem.

Tranzistori galvenokārt tiek izmantoti kā elektroniski slēdži, lai ieslēgtu un izslēgtu dažādas ierīces. Galvenā šādu ierīču ērtība ir iespēja pārslēgt augstu spriegumu, izmantojot zemsprieguma avotu.

Katrs tranzistors savā būtībā ir pusvadītāju ierīce, ar kuras palīdzību tiek ģenerētas, pastiprinātas un pārveidotas elektriskās svārstības. Visizplatītākie ir bipolāri tranzistori ar vienādu emitētāja un kolektora elektrisko vadītspēju.

Diagrammās tās apzīmē ar burtu kodu VT. Grafiskais attēls ir īsa domuzīme ar līniju, kas stiepjas no tā vidus. Šis simbols norāda pamatni. Uz tā malām ir novilktas divas slīpas līnijas 60 0 leņķī, parādot emitētāju un kolektoru.

Pamatnes elektrovadītspēja ir atkarīga no emitētāja bultiņas virziena. Ja tas ir vērsts pret pamatni, tad emitētāja elektrovadītspēja ir p, bet pamatnes - n. Kad bultiņa ir vērsta pretējā virzienā, emitētājs un bāze maina savu elektrisko vadītspēju uz pretēju vērtību. Lai pareizi savienotu tranzistoru ar strāvas avotu, ir nepieciešamas zināšanas par elektrovadītspēju.

Lai tranzistora radio komponentu diagrammās apzīmējums būtu skaidrāks, tas ir novietots aplī, kas norāda uz korpusu. Dažos gadījumos metāla korpuss ir savienots ar vienu no elementa spailēm. Šāda vieta diagrammā tiek parādīta kā punkts, kas novietots vietā, kur tapa krustojas ar korpusa simbolu. Ja uz korpusa ir atsevišķs terminālis, tad līniju, kas norāda termināli, var savienot ar apli bez punkta. Blakus tranzistora pozicionālajam apzīmējumam ir norādīts tā tips, kas var ievērojami palielināt ķēdes informācijas saturu.

Burtu apzīmējumi radio komponentu diagrammās

Pamata apzīmējums	Priekšmeta nosaukums	Papildu apzīmējums	Ierīces veids
	Ierīce		Pašreizējais regulators
			Releja bloks
			Ierīce
	Pārveidotāji		Skaļrunis
			Termiskais sensors
			Fotoelements
			Mikrofons
			Pacelt
	Kondensatori		Jaudas kondensatoru banka
			Uzlādes kondensatora bloks
	Integrālās shēmas, mikromezgli		IC analogs
			Digitālā IC, loģiskais elements
	Elementi ir dažādi		Termiskais elektriskais sildītājs
			Apgaismojuma lampa
	Aizturētāji, drošinātāji, aizsargierīces		Diskrēts momentānās strāvas aizsardzības elements
			Tas pats attiecas uz inerciālo strāvu
			drošinātājs
			Aizturētājs
	Ģeneratori, barošanas avoti		Akumulators
			Sinhronais kompensators
			Ģeneratora ierosinātājs
	Indikācijas un signalizācijas ierīces		Skaņas signalizācijas ierīce
			Indikators
			Gaismas signalizācijas ierīce
			Signālu dēlis
			Signāllampa ar zaļu lēcu
			Signāllampa ar sarkanu lēcu
			Signāllampa ar baltu lēcu
			Jonu un pusvadītāju indikatori
	Releji, kontaktori, starteri		Strāvas relejs
			Indikatora relejs
			Elektrotermiskais relejs
			Kontaktors, magnētiskais starteris
			Laika stafete
			Sprieguma relejs
			Iespējot komandu releju
			Trip komandu relejs
			Starprelejs
	Induktori, droseles		Luminiscences apgaismojuma kontrole
			Darbības laika mērītājs, pulkstenis
			Voltmetrs
			Vatmetrs
	Strāvas slēdži un atvienotāji		Automātisks slēdzis
	Rezistori		Termistors
			Potenciometrs
			Mērīšanas šunts
			Varistors
	Komutācijas ierīce vadības, signalizācijas un mērīšanas ķēdēs		Slēdzis vai slēdzis
			Spiedpogas slēdzis
			Automātisks slēdzis
	Autotransformatori		Strāvas transformators
			Sprieguma transformatori
	Pārveidotāji		Modulators
			Demodulators
			spēka agregāts
			Frekvences pārveidotājs
	Elektrovakuuma un pusvadītāju ierīces		Diode, Zenera diode
			Elektrovakuuma iekārta
			Tranzistors
			Tiristors
	Kontaktu savienotāji		Pašreizējais savācējs
			Augstas frekvences savienotājs
	Mehāniskās ierīces ar elektromagnētisko piedziņu		Elektromagnēts
			Elektromagnētiskā slēdzene

Elektroniskie transformatori aizstāj lielgabarīta tērauda serdeņu transformatorus. Pats elektroniskais transformators, atšķirībā no klasiskā, ir vesela ierīce - sprieguma pārveidotājs.

Šādus pārveidotājus izmanto apgaismojumā, lai darbinātu 12 voltu halogēna lampas. Ja esi salabojis lustras ar pulti, tad droši vien esi ar tām saskāries.

Šeit ir elektroniskā transformatora diagramma JINDEL(modelis GET-03) ar īssavienojuma aizsardzību.

Ķēdes galvenie jaudas elementi ir n-p-n tranzistori MJE13009, kas ir savienoti saskaņā ar pustilta ķēdi. Tie darbojas pretfāzē ar frekvenci 30 - 35 kHz. Caur tiem tiek sūknēta visa slodzei piegādātā jauda - halogēna lampas EL1...EL5. Diodes VD7 un VD8 ir nepieciešamas, lai aizsargātu tranzistorus V1 un V2 no apgrieztā sprieguma. Lai palaistu ķēdi, ir nepieciešams simetrisks dinistors (aka diac).

Uz tranzistora V3 ( 2N5551) un elementiem VD6, C9, R9 - R11, izejā ir ieviesta īssavienojuma aizsardzības ķēde ( īssavienojuma aizsardzība).

Ja izejas ķēdē rodas īssavienojums, palielināta strāva, kas plūst caur rezistoru R8, izraisīs tranzistora V3 darbību. Tranzistors atvērsies un bloķēs DB3 dinistora darbību, kas iedarbina ķēdi.

Rezistors R11 un elektrolītiskais kondensators C9 novērš nepareizu aizsardzības darbību, kad lampas ir ieslēgtas. Kad lampas ir ieslēgtas, kvēldiegi ir auksti, tāpēc pārveidotājs palaišanas sākumā rada ievērojamu strāvu.

Lai labotu 220 V tīkla spriegumu, tiek izmantota klasiska tilta shēma ar 1,5 ampēru diodes. 1N5399.

Induktors L2 tiek izmantots kā pazeminošs transformators. Tas aizņem gandrīz pusi no pārveidotāja PCB vietas.

Tā iekšējās struktūras dēļ nav ieteicams ieslēgt elektronisko transformatoru bez slodzes. Tāpēc pieslēgtās slodzes minimālā jauda ir 35 - 40 vati. Darbības jaudas diapazons parasti ir norādīts uz izstrādājuma korpusa. Piemēram, uz elektroniskā transformatora korpusa pirmajā fotoattēlā ir norādīts izejas jaudas diapazons: 35 - 120 vati. Tā minimālā slodzes jauda ir 35 vati.

Halogēna lampas EL1...EL5 (slodze) labāk pieslēgt elektroniskajam transformatoram, kura vadi nav garāki par 3 metriem. Tā kā caur savienojošajiem vadītājiem plūst ievērojama strāva, garie vadi palielina ķēdes kopējo pretestību. Tāpēc lampas, kas atrodas tālāk, spīdēs vājāk nekā tās, kas atrodas tuvāk.

Ir arī vērts padomāt, ka garu vadu pretestība veicina to sildīšanu ievērojamas strāvas pārejas dēļ.

Ir arī vērts atzīmēt, ka elektroniskie transformatori to vienkāršības dēļ ir augstfrekvences traucējumu avoti tīklā. Parasti šādu ierīču ieejā tiek novietots filtrs, lai bloķētu traucējumus. Kā redzam no diagrammas, elektroniskajiem transformatoriem halogēna lampām šādu filtru nav. Bet datoru barošanas blokos, kas arī tiek montēti, izmantojot pustilta ķēdi un ar sarežģītāku galveno oscilatoru, šādu filtru parasti uzstāda.

Šajā rakstā mēs sīkāk aplūkosim, kā darbojas H tilts, ko izmanto zemsprieguma līdzstrāvas motoru vadīšanai. Kā piemēru izmantosim L298 integrālo shēmu, kas ir iecienīta robotikas entuziastu vidū. Bet vispirms no vienkāršas līdz sarežģītai.

H-tilts uz mehāniskiem slēdžiem

Līdzstrāvas motora vārpstas griešanās virziens ir atkarīgs no barošanas avota polaritātes. Lai mainītu šo polaritāti, bez atkārtotas barošanas avota pievienošanas, mēs varam izmantot 4 slēdžus, kā parādīts nākamajā attēlā.

Šis savienojuma veids ir pazīstams kā "H tilts" - ķēdes formas dēļ, kas izskatās kā burts "H". Šai motora savienojuma shēmai ir ļoti interesantas īpašības, kuras mēs aprakstīsim šajā rakstā.

Ja aizveram augšējo kreiso un apakšējo labo slēdžus, motors tiks savienots labajā pusē ar negatīvo un kreisajā pusē ar pozitīvo. Rezultātā tas griezīsies vienā virzienā (pašreizējais ceļš ir norādīts ar sarkanām līnijām un bultiņām).

Ja aizveram augšējo labo un apakšējo kreiso slēdžus, motors tiks savienots labajā pusē ar pozitīvo un kreisajā pusē ar negatīvu. Šajā gadījumā motors griezīsies pretējā virzienā.

Šai vadības ķēdei ir viens būtisks trūkums: ja vienlaicīgi tiek aizvērti abi kreisās puses slēdži vai abi labās puses slēdži, strāvas padeve tiks īssavienota, tāpēc no šādas situācijas ir jāizvairās.

Interesantā lieta par šo shēmu ir tāda, ka, izmantojot tikai divus augšējos vai apakšējos slēdžus, mēs atvienojam motora jaudu, izraisot motora apstāšanos.

Protams, H-tilts, kas pilnībā izgatavots no pārslēdzējiem, nav ļoti daudzpusīgs. Šo piemēru esam devuši tikai tāpēc, lai vienkāršā un vizuālā veidā izskaidrotu H tilta darbības principu.

Bet, ja mēs nomainīsim mehāniskos slēdžus ar elektroniskām atslēgām, dizains būs interesantāks, jo šajā gadījumā elektroniskās atslēgas var aktivizēt ar loģisko shēmu, piemēram, mikrokontrolleri.

Tranzistorizēts H tilts

Lai izveidotu elektronisku H tiltu uz tranzistoriem, varat izmantot gan NPN, gan PNP tipa tranzistorus. Var izmantot arī lauka efekta tranzistorus. Mēs apskatīsim NPN tranzistora versiju, jo tas ir L298 mikroshēmā izmantotais risinājums, ko mēs redzēsim vēlāk.

Tranzistors ir elektronisks komponents, kura darbību var būt sarežģīti aprakstīt, bet saistībā ar mūsu H tiltu tā darbību ir viegli analizēt, jo tas darbojas tikai divos stāvokļos (nogrieznis un piesātinājums).

Mēs varam domāt par tranzistoru vienkārši kā elektronisku slēdzi, kas ir aizvērts, kad bāze (b) ir 0 V, un atvērta, kad bāze ir pozitīva.

Labi, mēs esam nomainījuši mehāniskos slēdžus ar tranzistoru slēdžiem. Tagad mums ir nepieciešams vadības bloks, kas kontrolēs mūsu četrus tranzistorus. Šim nolūkam mēs izmantosim “UN” tipa loģiskos elementus.

H-tilta vadības loģika

UN vārti sastāv no integrētiem elektroniskiem komponentiem, un, nezinot, kas tajos atrodas, mēs varam tos uzskatīt par sava veida "melno kasti", kurai ir divas ieejas un viena izeja. Patiesības tabula parāda 4 iespējamās ieejas signālu kombinācijas un to atbilstošo izejas signālu.

Mēs redzam, ka tikai tad, kad abām ieejām ir pozitīvs signāls (loģiskais), izejā parādās loģiskais. Visos citos gadījumos izeja būs loģiskā nulle (0V).

Papildus šiem UN vārtiem mūsu H tiltam būs nepieciešami cita veida UN vārti, kur mēs varam redzēt nelielu apli vienā no tā ieejām. Tas joprojām ir tas pats loģiskais elements “UN”, bet ar vienu invertējošu (apgrieztu) ievadi. Šajā gadījumā patiesības tabula būs nedaudz atšķirīga.

Ja mēs apvienojam šos divu veidu "UN" elementus ar diviem elektroniskiem slēdžiem, kā parādīts nākamajā attēlā, tad "X" izejas stāvoklis var būt trīs stāvokļos: atvērts, pozitīvs vai negatīvs. Tas būs atkarīgs no abu ieeju loģiskā stāvokļa. Šis izvades veids ir pazīstams kā "trīs stāvokļu izeja" un tiek plaši izmantots digitālajā elektronikā.

Tagad redzēsim, kā darbosies mūsu piemērs. Kad ENA (iespējošanas) ieeja ir 0 V, neatkarīgi no A ieejas stāvokļa, X izeja būs atvērta, jo abu UN vārtu izejas būs 0 V, un līdz ar to būs atvērti arī divi slēdži.

Kad ENA ieejai tiek pievienots spriegums, viens no diviem slēdžiem tiks aizvērts atkarībā no signāla ieejā "A": augsts līmenis ieejā "A" savienos izeju "X" ar pozitīvo, zems līmenis ieejā " A" savienos izeju "X" ar mīnus barošanas avotu.

Tā mēs uzbūvējām vienu no diviem “H” tilta atzariem. Tagad turpināsim apsvērt pilna tilta darbību.

Pilnīga H tilta ekspluatācija

Pievienojot identisku shēmu otrajam H tilta atzaram, mēs iegūstam pilnu tiltu, kuram jau var pieslēgt motoru.

Ņemiet vērā, ka iespējošanas ieeja (ENA) ir savienota ar abām tilta kājām, bet pārējās divas ieejas (In1 un In2) ir neatkarīgas. Ķēdes skaidrības labad mēs nenorādījām aizsardzības pretestības tranzistoru pamatnēs.

Kad ENA ir 0V, tad arī visas loģisko vārtu izejas ir 0V, un tāpēc tranzistori ir aizvērti un motors negriežas. Ja ENA ieejai tiek pievadīts pozitīvs signāls un IN1 un IN2 ieejās ir 0V, tiks aktivizēti elementi “B” un “D”. Šajā stāvoklī abas motora ieejas būs iezemētas, un motors arī negriezīsies.

Ja pieliksim pozitīvu signālu IN1, kamēr IN2 ir 0V, tad loģiskais elements “A” tiks aktivizēts kopā ar elementu “D”, un “B” un “C” tiks atspējoti. Tā rezultātā dzinējs saņems plusjaudu no tranzistora, kas savienots ar elementu “A”, un mīnus jaudu no tranzistora, kas savienots ar elementu “D”. Motors sāks griezties vienā virzienā.

Ja invertējam (apvērsim) signālus pie ieejām IN1 un IN2, tad šajā gadījumā tiek aktivizēti loģiskie elementi “C” un “B”, bet “A” un “D” tiek atslēgti. Tā rezultātā motors saņems pozitīvu jaudu no tranzistora, kas savienots ar “C”, un negatīvu jaudu no tranzistora, kas savienots ar “B”. Motors sāks griezties pretējā virzienā.

Ja pie ieejām IN1 un IN2 ir pozitīvs signāls, tad aktīvie elementi ar atbilstošajiem tranzistoriem būs “A” un “C”, savukārt abas motora izejas tiks pieslēgtas barošanas avotam pozitīvā.

H-tilts uz vadītāja L298

Tagad apskatīsim L298 mikroshēmas darbību. Attēlā parādīta L298 draivera blokshēma, kurai ir divi identiski H tilti un kas ļauj vadīt divus līdzstrāvas (DC) motorus.

Kā redzam, tiltu negatīvā daļa nav tieši savienota ar zemi, bet ir pieejama 1. tapā tiltam kreisajā pusē un 15. tapā tiltam labajā pusē. Pievienojot ļoti mazu pretestību (šuntu) starp šīm tapām un zemi (RSA un RSB), mēs varam izmērīt katra tilta strāvas patēriņu, izmantojot elektronisku shēmu, kas var izmērīt sprieguma kritumu pie "SENS A" un "SENS B" punktus.

Tas var būt noderīgi, lai regulētu motora strāvu (izmantojot PWM) vai vienkārši aktivizētu aizsardzības sistēmu, ja motors apstājas (tādā gadījumā tā strāvas patēriņš ievērojami palielinās).

Aizsardzības diode induktīvām slodzēm

Katrs motors satur stieples tinumu (spoli), un tāpēc motora vadības procesā tā spailēs rodas pašindukcijas EMF pārspriegums, kas var sabojāt tilta tranzistorus.

Lai atrisinātu šo problēmu, varat izmantot ātrās Shottky tipa diodes vai, ja mūsu motori nav īpaši jaudīgi, vienkārši parastās taisngrieža diodes, piemēram, 1N4007. Jāpatur prātā, ka tilta izejas motora vadības laikā maina savu polaritāti, tāpēc vienas diodes vietā ir jāizmanto četras.

Kāpēc mums ir nepieciešami motoru vadītāji un īpaši H tilti?

Iemācījušies “lēkt” ar tapām un iedegt gaismas diodes, Arduino fani un entuziasti vēlas kaut ko vairāk, kaut ko jaudīgāku, piemēram, iemācīties vadīt motorus. Nav iespējams tieši savienot motoru ar mikrokontrolleru, jo tipiskās kontrollera tapu strāvas ir vairāki miliampēri, un motoriem, pat rotaļlietu motoriem, skaits ir desmitiem un simtiem miliampēru, līdz pat vairākiem ampēriem. Tas pats ar spriegumu: mikrokontrolleris darbojas ar spriegumu līdz 5 V, un motoriem ir dažādi spriegumi.

Šis pārskats attiecas tikai uz matētu līdzstrāvas motoru darbināšanu; soļu motoriem labāk izmantot specializētus soļu motoru draiverus, un bezsuku motoriem ir savi draiveri; tie nav saderīgi ar suku motoriem. Ņemiet vērā, ka krievu valodas literatūrā pastāv zināma terminoloģiska neskaidrība - dzinēja draiverus sauc gan par “aparatūras” moduļiem, gan par koda fragmentiem, kas ir funkcijas, kas ir atbildīgas par darbu ar šiem “aparatūras” draiveriem. Ar “draiveri” mēs domājam moduli, kas, no vienas puses, ir savienots ar mikrokontrolleru (piemēram, Arduino plati), un, no otras puses, ar motoru. Šis kontrollera loģisko signālu “pārveidotājs” izejas spriegumā, lai darbinātu motoru, ir motora “vadītājs” un jo īpaši mūsu L9110S draiveris.

Darbības princips dubultāH- uz tilta bāzesL9110 S

H - tilts (lasiet "pelnu tilts") - elektronisks modulis, kas ir analogs slēdzim, ko parasti izmanto līdzstrāvas motoru un pakāpju motoru darbināšanai, lai gan pakāpju motoriem parasti tiek izmantoti specializētāki moduļi. Tas ir apzīmēts ar “H”, jo H veida tilta shēma atgādina burtu H.

“Spieķim” H ir līdzstrāvas motors. Ja aizverat kontaktus S1 un S4, motors griezīsies vienā virzienā, kreisajā pusē būs nulle (S1), labajā pusē + spriegums (S4). Ja aizverat kontaktus S2 un S3, tad motora labajā kontaktā būs nulle (S3), bet kreisajā + jauda (S1), motors griezīsies otrā virzienā. Tilts ir L9110 mikroshēma ar aizsardzību pret caurejošām strāvām: pārslēdzoties vispirms atveras kontakti un tikai pēc kāda laika aizveras citi kontakti. Uz tāfeles ir divas L9110 mikroshēmas, tāpēc viena plate var vadīt divus līdzstrāvas patērētājus: motorus, solenoīdus, gaismas diodes vai vienu divu tinumu pakāpju motoru (šādus pakāpju motorus sauc par divfāžu bipolāriem).

Dēļa elementi

Tāfele ir maza, tajā ir maz elementu:

1. Motora savienojums A
2. Motora savienojuma savienotājs B
3. Motors H-tilta mikroshēma
4. Motora B H-tilta mikroshēma
5. Strāvas un vadības savienojuma tapas

Savienojums

Motors A un motors B - divas izejas slodzes pievienošanai, strāva ne vairāk kā 0,8 A; V-1A - signāls “B motors uz priekšu”; IN 1B- signāls "Motors B atpakaļgaita"; Zeme (GND)- jābūt savienotam ar mikrokontrollera zemējumu un motora barošanas avotu.; Uzturs (VCC) - motora barošanas avots (ne vairāk kā 12 V); A-1A - signāls "Motors A uz priekšu"; A-1B- Signāls "Motors A atpakaļgaita". Signāli uz tapām kontrolē spriegumu pie izejām motoru pievienošanai:

Lai vienmērīgi kontrolētu izejas spriegumu, mēs izmantojam ne tikai HIGH, bet arī impulsa platuma modulētu (PWM) signālu. Visas Arduino tapas, kas apzīmētas ar ~, var dot PWM izvadi ar komandu analogWrite(n,P), kur n ir pin numurs (Arduino Nano un Uno tie ir attiecīgi 3,5-6 un 9-11). Izmantojot šīs tapas PWM signālam, jums ir jāizmanto taimeris 0 (5. un 6. tapas), 1. taimeris (9. un 10. tapas) un 2. taimeris (3. un 11. kontakts). Fakts ir tāds, ka dažas bibliotēkas funkcijas var izmantot vienus un tos pašus taimerus - tad radīsies konflikts. Kopumā pietiek zināt, ka kontakts 3 ir savienots ar ieeju A-1B un kontakts 5 ar ieeju A1-A, komanda digitalWrite(3,127) piegādās motoram 50% sprieguma uz priekšu.

Lietošanas piemērs

Robota vadība: ratiņi ar priekšējo lukturi (balts LED) un atpakaļgaitas gaismu (sarkans LED). Programma ir norādīta zemāk un apraksta ratiņu ciklisko kustību: uz priekšu-stop-atpakaļ-stop. Visi svarīgie soļi programmā ir komentēti.

Motors ir savienots ar MOTORA A spailēm, gaismas diodes ir savienotas ar MOTOR B izeju. Robots virza TIME uz priekšu, ieslēdzot balto LED. Nākamais ir laiks TIME ar daļēji izgaismotām baltām gaismas diodēm. Pēc tam tas brauc atpakaļ, ieslēdzot sarkanās gaismas diodes. Nākamais atkal ir LAIKS, ieslēdzot sarkano un pēc tam balto gaismas diodes ar pusi spilgtumu. // L9110S motora draiveris // Dr.S // vietne // definējiet, kurus portus izmantosim, lai vadītu motoru un gaismas diodes #define FORWARD 3 #define BACK 5 #define WHITE_LIGHT 6 #define RED_LIGHT 9 #define LEDOUT 13 #define LAIKS 5000 unsigned char Forward_Speed ​​= 200; unsigned char Back_Speed ​​= 160; unsigned char White_Light = 210; unsigned char Red_Light = 220; void setup () ( // paziņot tilta vadības tapas kā izejas: pinMode (FORWARD, OUTPUT); pinMode (ATPAKAĻ, OUTPUT); pinMode (WHITE_LIGHT, OUTPUT); pinMode (RED_LIGHT, OUTPUT); pinMode (LEDOUT, OUTPUT); ) // cilpas rutīna darbojas atkal un atkal mūžīgi: void loop() ( // Robots virzās uz priekšu laiku TIME analogWrite(WHITE_LIGHT, White_Light); // Ieslēgt balto LED "priekšējos lukturus" analogWrite(RED_LIGHT, 0); analogWrite (FORWARD, Forward_Speed); // Robots devās uz priekšu analogWrite(BACK, 0); delay(TIME); // un nedaudz pagaidiet // Robots ieslēdz "priekšējos lukturus" uz pusi no parastā spilgtuma un stāv analogWrite( WHITE_LIGHT, White_Light / 2); // Ieslēdziet baltos LED "priekšējos lukturus" kā stāvgaismas analogWrite(RED_LIGHT, 0); analogWrite(FORWARD, 0); // Robots stāv analogWrite(BACK, 0); aizkave(TIME) ); // un nedaudz pagaidiet // Robots ieslēdz sarkanās "reversās" gaismas diodes un dodas atpakaļ analogWrite(WHITE_LIGHT, 0); // Ieslēdziet baltos LED "priekšējos lukturus" kā stāvgaismas analogWrite(RED_LIGHT, Red_Light); analogWrite (UZ PRIEKŠU, 0); analogWrite(ATPAKAĻ, Back_Speed); // Robots atgriežas aizkave(TIME); // un mazliet pagaidīt // Robots pārmaiņus ieslēdz sarkanās un baltās gaismas diodes un stāv analogWrite(WHITE_LIGHT, 0); analogWrite(SARKANA_GAISMA, Sarkana_gaisma / 2); // Ieslēgt sarkano LED kā stāvgaismas lukturus analogWrite(FORWARD, 0); analogWrite(ATPAKAĻ, 0); // Robots maksā aizkavi(TIME / 2); // un mazliet pagaidiet analogWrite(WHITE_LIGHT, White_Light / 2); // Ieslēgt baltos LED "priekšējos lukturus" kā stāvgaismas analogWrite(RED_LIGHT, 0); kavēšanās (TIME / 2); // un nedaudz pagaidiet)

Shematiska diagramma

Moduļa specifikācijas

• Divas neatkarīgas izejas, katra līdz 800 mA
• Maksimālā pārslodzes jauda 1,2 A
• Barošanas spriegums no 2,5 līdz 12 V
• Loģiski līmeņi saderīgi ar 3,3 un 5 V loģiku
• Darbības diapazons no 0 °C līdz 80 °C