Radiokomponenter - symboler på diagrammet. Hvordan lese betegnelsene på radiokomponenter på diagrammet? Vi kontrollerer trinnmotorer og likestrømsmotorer, L298 og Raspberry Pi-eksempler for Arduino

Innhold:

Begynnende radioamatører står ofte overfor problemet med å identifisere radiokomponenter på diagrammer og korrekt lese merkingene deres. Den største vanskeligheten ligger i det store antallet navn på elementer, som er representert av transistorer, motstander, kondensatorer, dioder og andre deler. Den praktiske implementeringen og normal drift av det ferdige produktet avhenger i stor grad av hvor riktig diagrammet leses.

Motstander

Motstander inkluderer radiokomponenter som har en strengt definert motstand mot den elektriske strømmen som strømmer gjennom dem. Denne funksjonen er designet for å redusere strømmen i kretsen. For eksempel, for å få en lampe til å lyse mindre sterkt, tilføres den strøm gjennom en motstand. Jo høyere motstand motstanden har, desto mindre vil lampen lyse. For faste motstander forblir motstanden uendret, mens variable motstander kan endre motstanden fra null til maksimalt mulig verdi.

Hver konstant motstand har to hovedparametere - kraft og motstand. Effektverdien er angitt på diagrammet ikke med alfabetiske eller numeriske symboler, men ved hjelp av spesielle linjer. Selve kraften bestemmes av formelen: P = U x I, det vil si lik produktet av spenning og strøm. Denne parameteren er viktig fordi en bestemt motstand bare tåler en viss mengde strøm. Hvis denne verdien overskrides, vil elementet ganske enkelt brenne ut, siden varme frigjøres under strømmen gjennom motstanden. Derfor, i figuren, tilsvarer hver linje merket på motstanden en viss effekt.

Det er andre måter å utpeke motstander på i diagrammer:

1. På kretsdiagrammene er serienummeret angitt i samsvar med plasseringen (R1) og motstandsverdien er lik 12K. Bokstaven "K" er et multippel prefiks og betyr 1000. Det vil si at 12K tilsvarer 12 000 ohm eller 12 kilo-ohm. Hvis bokstaven "M" er til stede i merkingen, indikerer dette 12 000 000 ohm eller 12 megaohm.
2. Ved merking med bokstaver og tall tilsvarer bokstavsymbolene E, K og M visse flere prefikser. Så bokstaven E = 1, K = 1000, M = 1000000. Dekodingen av symbolene vil se slik ut: 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. I dette tilfellet brukes kun digitale betegnelser. Hver inneholder tre sifre. De to første av dem tilsvarer verdien, og den tredje - til multiplikatoren. Dermed er faktorene: 0, 1, 2, 3 og 4. De angir antall nuller lagt til grunnverdien. For eksempel 150 - 15 Ohm; 151 - 150 Ohm; 152 - 1500 Ohm; 153 - 15000 Ohm; 154 - 120 000 Ohm.

Faste motstander

Navnet på konstante motstander er assosiert med deres nominelle motstand, som forblir uendret gjennom hele driftsperioden. De varierer avhengig av design og materialer.

Trådelementer består av metalltråder. I noen tilfeller kan legeringer med høy resistivitet brukes. Grunnlaget for vikling av ledningen er en keramisk ramme. Disse motstandene har høy nominell nøyaktighet, men en alvorlig ulempe er tilstedeværelsen av en stor selvinduktans. Ved fremstilling av filmmetallmotstander sprøytes et metall med høy resistivitet på en keramisk base. På grunn av deres kvaliteter er slike elementer mest brukt.

Utformingen av karbonfaste motstander kan være film eller volumetrisk. I dette tilfellet brukes kvalitetene til grafitt som et materiale med høy resistivitet. Det finnes andre motstander, for eksempel integrerte. De brukes i spesifikke integrerte kretsløp der bruk av andre elementer ikke er mulig.

Variable motstander

Begynnende radioamatører forveksler ofte en variabel motstand med en variabel kondensator, siden de i utseende er veldig like hverandre. De har imidlertid helt andre funksjoner, og det er også betydelige forskjeller i hvordan de er representert på kretsskjemaene.

Utformingen av en variabel motstand inkluderer en glider som roterer langs den resistive overflaten. Hovedfunksjonen er å justere parametrene, som består i å endre den interne motstanden til ønsket verdi. Driften av volumkontrollen i lydutstyr og andre lignende enheter er basert på dette prinsippet. Alle justeringer gjøres ved jevn endring av spenning og strøm i elektroniske enheter.

Hovedparameteren til en variabel motstand er motstanden, som kan variere innenfor visse grenser. I tillegg har den en installert effekt som den må tåle. Alle typer motstander har disse egenskapene.

På innenlandske kretsdiagrammer er elementer av variabel type indikert i form av et rektangel, hvor to hoved- og en ekstra terminal er merket, plassert vertikalt eller passerer diagonalt gjennom ikonet.

I utenlandske diagrammer erstattes rektangelet med en buet linje som indikerer en ekstra utgang. Ved siden av betegnelsen er den engelske bokstaven R med serienummeret til et bestemt element. Verdien av den nominelle motstanden er angitt ved siden av.

Tilkobling av motstander

I elektronikk og elektroteknikk brukes motstandskoblinger ofte i ulike kombinasjoner og konfigurasjoner. For større klarhet bør du vurdere en egen del av kretsen med seriell, parallell og.

I en seriekobling er enden av en motstand koblet til begynnelsen av neste element. Dermed er alle motstander koblet etter hverandre, og en total strøm av samme verdi flyter gjennom dem. Mellom start- og sluttpunktene er det bare én vei for strømmen. Når antallet motstander koblet inn i en felles krets øker, er det en tilsvarende økning i den totale motstanden.

En forbindelse betraktes som parallell når startendene til alle motstander er kombinert på ett punkt, og de endelige utgangene på et annet punkt. Strømstrøm skjer gjennom hver enkelt motstand. Som et resultat av parallellkobling, ettersom antall tilkoblede motstander øker, øker også antall baner for strømflyt. Den totale motstanden i en slik seksjon avtar proporsjonalt med antall tilkoblede motstander. Den vil alltid være mindre enn motstanden til en motstand koblet parallelt.

Oftest i radioelektronikk brukes en blandet forbindelse, som er en kombinasjon av parallelle og serielle alternativer.

I det viste diagrammet er motstandene R2 og R3 koblet parallelt. Seriekoblingen inkluderer motstand R1, en kombinasjon av R2 og R3, og motstand R4. For å beregne motstanden til en slik forbindelse, er hele kretsen delt inn i flere enkle seksjoner. Etter dette summeres motstandsverdiene og det samlede resultatet oppnås.

Halvledere

En standard halvlederdiode består av to terminaler og en likeretterende elektrisk knutepunkt. Alle elementene i systemet er kombinert i et felles hus laget av keramikk, glass, metall eller plast. Den ene delen av krystallen kalles emitter, på grunn av den høye konsentrasjonen av urenheter, og den andre delen, med lav konsentrasjon, kalles basen. Merkingen av halvledere på diagrammene gjenspeiler deres designegenskaper og tekniske egenskaper.

Germanium eller silisium brukes til å lage halvledere. I det første tilfellet er det mulig å oppnå en høyere overføringskoeffisient. Elementer laget av germanium er preget av økt ledningsevne, som selv en lav spenning er tilstrekkelig for.

Avhengig av design kan halvledere være punkt eller plane, og i henhold til teknologiske egenskaper kan de være likeretter, puls eller universelle.

Kondensatorer

En kondensator er et system som inkluderer to eller flere elektroder laget i form av plater - plater. De er adskilt av et dielektrikum, som er mye tynnere enn kondensatorplatene. Hele enheten har gjensidig kapasitans og har evnen til å lagre elektrisk ladning. I det enkleste diagrammet er kondensatoren presentert i form av to parallelle metallplater atskilt av en slags dielektrisk materiale.

På kretsskjemaet, ved siden av bildet av kondensatoren, er dens nominelle kapasitans angitt i mikrofarader (μF) eller picofarads (pF). Ved utpeking av elektrolytiske og høyspenningskondensatorer, etter nominell kapasitans, angis verdien av maksimal driftsspenning, målt i volt (V) eller kilovolt (kV).

Variable kondensatorer

For å angi kondensatorer med variabel kapasitans, brukes to parallelle segmenter, som krysses av en skrå pil. Bevegelige plater koblet til et bestemt punkt i kretsen er avbildet som en kort bue. Ved siden av er en betegnelse for minimum og maksimum kapasitet. En blokk med kondensatorer, bestående av flere seksjoner, kombineres ved hjelp av en stiplet linje som krysser justeringsskiltene (piler).

Trimmerkondensatorbetegnelsen inkluderer en skrå linje med en strek i enden i stedet for en pil. Rotoren fremstår som en kort bue. Andre elementer - termiske kondensatorer - er betegnet med bokstavene SK. I dens grafiske representasjon er et temperatursymbol plassert ved siden av det ikke-lineære reguleringsskiltet.

Permanente kondensatorer

Grafiske symboler for kondensatorer med konstant kapasitans er mye brukt. De er avbildet som to parallelle segmenter og konklusjoner fra midten av hver av dem. Bokstaven C er plassert ved siden av ikonet, etter det - serienummeret til elementet og, med et lite intervall, en numerisk betegnelse på den nominelle kapasiteten.

Når du bruker en kondensator med i en krets, plasseres en stjerne i stedet for serienummeret. Nominell spenningsverdi er kun angitt for høyspentkretser. Dette gjelder alle kondensatorer unntatt elektrolytiske. Det digitale spenningssymbolet er plassert etter kapasitetsbetegnelsen.

Tilkobling av mange elektrolytiske kondensatorer krever riktig polaritet. I diagrammene brukes et "+"-tegn eller et smalt rektangel for å indikere et positivt deksel. I fravær av polaritet markerer smale rektangler begge platene.

Dioder og Zener-dioder

Dioder er de enkleste halvlederenhetene som opererer på grunnlag av et elektron-hull-kryss kjent som et pn-kryss. Egenskapen til enveis ledningsevne er tydelig formidlet i grafiske symboler. En standard diode er avbildet som en trekant, som symboliserer anoden. Toppen av trekanten indikerer ledningsretningen og ligger an mot den tverrgående linjen som indikerer katoden. Hele bildet er krysset i midten av en elektrisk kretslinje.

Bokstavbetegnelsen VD brukes. Den viser ikke bare individuelle elementer, men også hele grupper, for eksempel . Typen av en bestemt diode er angitt ved siden av posisjonsbetegnelsen.

Grunnsymbolet brukes også til å betegne zenerdioder, som er halvlederdioder med spesielle egenskaper. Katoden har et kort slag rettet mot trekanten, som symboliserer anoden. Dette slaget er plassert uendret, uavhengig av posisjonen til zenerdiodeikonet på kretsskjemaet.

Transistorer

De fleste elektroniske komponenter har bare to terminaler. Imidlertid er elementer som transistorer utstyrt med tre terminaler. Designene deres kommer i en rekke typer, former og størrelser. Deres generelle driftsprinsipper er de samme, og mindre forskjeller er knyttet til de tekniske egenskapene til et bestemt element.

Transistorer brukes først og fremst som elektroniske brytere for å slå ulike enheter av og på. Den viktigste bekvemmeligheten til slike enheter er muligheten til å bytte høyspenning ved hjelp av en lavspenningskilde.

I kjernen er hver transistor en halvlederenhet ved hjelp av hvilken elektriske oscillasjoner genereres, forsterkes og konverteres. De mest utbredte er bipolare transistorer med samme elektriske ledningsevne som emitter og kollektor.

I diagrammene er de betegnet med bokstavkoden VT. Det grafiske bildet er en kort strek med en linje som strekker seg fra midten. Dette symbolet indikerer basen. To skrå linjer er trukket til kantene i en vinkel på 60 0, som viser emitteren og samleren.

Den elektriske ledningsevnen til basen avhenger av retningen til emitterpilen. Hvis den er rettet mot basen, er den elektriske ledningsevnen til emitteren p, og basens er n. Når pilen er rettet i motsatt retning, endrer emitteren og basen sin elektriske ledningsevne til motsatt verdi. Kunnskap om elektrisk ledningsevne er nødvendig for å koble transistoren riktig til strømkilden.

For å gjøre betegnelsen på diagrammene over radiokomponenter til transistoren mer tydelig, er den plassert i en sirkel som indikerer huset. I noen tilfeller er et metallhus koblet til en av terminalene på elementet. Et slikt sted på diagrammet vises som en prikk plassert der pinnen krysser hussymbolet. Hvis det er en egen terminal på kabinettet, kan linjen som indikerer terminalen kobles til en sirkel uten en prikk. Nær posisjonsbetegnelsen til transistoren er dens type indikert, noe som kan øke informasjonsinnholdet i kretsen betydelig.

Bokstavbetegnelser på radiokomponentdiagrammer

Grunnleggende betegnelse	Gjenstandsnavn	Tilleggsbetegnelse	Enhetstype
	Enhet		Nåværende regulator
			Reléblokk
			Enhet
	Omformere		Høyttaler
			Termisk sensor
			Fotocelle
			Mikrofon
			Plukke opp
	Kondensatorer		Strømkondensatorbank
			Ladekondensatorblokk
	Integrerte kretser, mikromontasjer		IC analog
			Digital IC, logisk element
	Elementer er forskjellige		Termisk elektrisk varmeovn
			Belysningslampe
	Arrestanter, sikringer, beskyttelsesanordninger		Diskret momentanstrømbeskyttelseselement
			Det samme for treghetsstrøm
			lunte
			Arrester
	Generatorer, strømforsyninger		Batteri
			Synkron kompensator
			Generator exciter
	Indikerings- og signalutstyr		Lyd alarm enhet
			Indikator
			Lyssignalanordning
			Signaltavle
			Signallampe med grønn linse
			Signallampe med rød linse
			Signallampe med hvit linse
			Ioniske og halvlederindikatorer
	Releer, kontaktorer, startere		Nåværende relé
			Indikatorrelé
			Elektrotermisk relé
			Kontaktor, magnetisk starter
			Tidsrelé
			Spenningsrelé
			Aktiver kommandorelé
			Turkommandorelé
			Mellomstafett
	Induktorer, chokes		Fluorescerende lysstyring
			Handlingstidsmåler, klokke
			Voltmeter
			Wattmåler
	Strømbrytere og skillebrytere		Automatisk bryter
	Motstander		Termistor
			Potensiometer
			Måleshunt
			Varistor
	Koblingsenhet i kontroll-, signal- og målekretser		Bytt eller bytt
			Trykknappbryter
			Automatisk bryter
	Autotransformatorer		Strømtransformator
			Spenningstransformatorer
	Omformere		Modulator
			Demodulator
			kraftenhet
			Frekvensomformer
	Elektrovakuum og halvlederenheter		Diode, zenerdiode
			Elektrovakuum enhet
			Transistor
			Tyristor
	Kontakt kontakter		Nåværende samler
			Høyfrekvent kontakt
	Mekaniske enheter med elektromagnetisk drift		Elektromagnet
			Elektromagnetisk lås

Elektroniske transformatorer erstatter voluminøse stålkjernetransformatorer. Selve den elektroniske transformatoren, i motsetning til den klassiske, er en hel enhet - en spenningsomformer.

Slike omformere brukes i belysning for å drive 12-volts halogenlamper. Hvis du har reparert lysekroner med en fjernkontroll, så har du sikkert støtt på dem.

Her er et diagram av en elektronisk transformator JINDEL(modell GET-03) med kortslutningsbeskyttelse.

Hovedeffektelementene i kretsen er n-p-n transistorer MJE13009, som er koblet i henhold til halvbrokretsen. De opererer i motfase med en frekvens på 30 - 35 kHz. All kraften som tilføres lasten - halogenlamper EL1...EL5 - pumpes gjennom dem. Diodene VD7 og VD8 er nødvendige for å beskytte transistorene V1 og V2 mot omvendt spenning. En symmetrisk dinistor (aka diac) er nødvendig for å starte kretsen.

På transistor V3 ( 2N5551) og elementene VD6, C9, R9 - R11, er en kortslutningsbeskyttelseskrets implementert ved utgangen ( kortslutningsbeskyttelse).

Hvis det oppstår en kortslutning i utgangskretsen, vil den økte strømmen som flyter gjennom motstand R8 få transistor V3 til å fungere. Transistoren vil åpne og blokkere driften av DB3 dinistoren, som starter kretsen.

Motstand R11 og elektrolytisk kondensator C9 forhindrer falsk drift av beskyttelsen når lampene er slått på. Når lampene er slått på, er glødetrådene kalde, så omformeren produserer en betydelig strøm i begynnelsen av oppstarten.

For å rette opp 220V nettspenning brukes en klassisk brokrets med 1,5-ampere dioder 1N5399.

Induktor L2 brukes som nedtrappingstransformator. Det tar nesten halvparten av plassen på omformerens PCB.

På grunn av dens interne struktur anbefales det ikke å slå på den elektroniske transformatoren uten belastning. Derfor er minimumseffekten til den tilkoblede lasten 35 - 40 watt. Driftseffektområdet er vanligvis angitt på produktkroppen. For eksempel, på kroppen til den elektroniske transformatoren på det første bildet er utgangseffektområdet indikert: 35 - 120 watt. Dens minste lasteeffekt er 35 watt.

Det er bedre å koble halogenlamper EL1...EL5 (last) til en elektronisk transformator med ledninger som ikke er lengre enn 3 meter. Siden betydelig strøm flyter gjennom forbindelseslederne, øker lange ledninger den totale motstanden i kretsen. Derfor vil lamper som er plassert lenger unna lyse svakere enn de som er plassert nærmere.

Det er også verdt å vurdere at motstanden til lange ledninger bidrar til oppvarmingen på grunn av passasje av betydelig strøm.

Det er også verdt å merke seg at elektroniske transformatorer på grunn av sin enkelhet er kilder til høyfrekvent interferens i nettverket. Vanligvis plasseres et filter ved inngangen til slike enheter for å blokkere interferens. Som vi kan se av diagrammet, har elektroniske transformatorer for halogenlamper ikke slike filtre. Men i datastrømforsyninger, som også er satt sammen ved hjelp av en halvbrokrets og med en mer kompleks masteroscillator, er et slikt filter vanligvis montert.

I denne artikkelen skal vi se nærmere på hvordan H-broen fungerer, som brukes til å styre lavspente DC-motorer. Som et eksempel vil vi bruke den integrerte kretsen L298, som er populær blant robotentusiaster. Men først, fra enkelt til komplekst.

H-bro på mekaniske brytere

Akselrotasjonsretningen til en DC-motor avhenger av polariteten til strømforsyningen. For å endre denne polariteten, uten å koble til strømforsyningen igjen, kan vi bruke 4 brytere som vist i følgende figur.

Denne typen tilkobling er kjent som en "H Bridge" - på grunn av formen på kretsen, som ser ut som bokstaven "H". Dette motorkoblingsskjemaet har veldig interessante egenskaper, som vi vil beskrive i denne artikkelen.

Hvis vi lukker øvre venstre og nedre høyre brytere, kobles motoren til høyre til negativ og til venstre til positiv. Som et resultat vil den rotere i én retning (den nåværende banen er indikert med røde linjer og piler).

Hvis vi lukker øvre høyre og nedre venstre brytere, kobles motoren til høyre til positiv, og til venstre til negativ. I dette tilfellet vil motoren rotere i motsatt retning.

Denne kontrollkretsen har en betydelig ulempe: hvis begge bryterne til venstre eller begge bryterne til høyre lukkes samtidig, vil strømforsyningen kortsluttes, så denne situasjonen må unngås.

Det interessante med følgende krets er at ved å bruke bare de to øverste eller nederste bryterne, fjerner vi strømmen fra motoren, noe som får motoren til å stoppe.

Selvfølgelig er en H-bro laget utelukkende av girskifter ikke særlig allsidig. Vi har gitt dette eksemplet kun for å forklare på en enkel og visuell måte driftsprinsippet til H-broen.

Men hvis vi erstatter de mekaniske bryterne med elektroniske nøkler, vil designen være mer interessant, siden i dette tilfellet kan de elektroniske nøklene aktiveres av logiske kretser, for eksempel en mikrokontroller.

Transistorisert H-bro

For å lage en elektronisk H-bro på transistorer kan du bruke både NPN- og PNP-transistorer. Felteffekttransistorer kan også brukes. Vi skal se på NPN-transistorversjonen fordi dette er løsningen som brukes i L298-brikken, som vi skal se senere.

En transistor er en elektronisk komponent hvis operasjon kan være kompleks å beskrive, men i forhold til vår H-bro er operasjonen enkel å analysere siden den opererer i bare to tilstander (cutoff og saturation).

Vi kan tenke på en transistor ganske enkelt som en elektronisk bryter som er lukket når basen (b) er 0 V og åpen når basen er positiv.

Ok, vi har byttet ut de mekaniske bryterne med transistorbrytere. Nå trenger vi en kontrollenhet som skal styre våre fire transistorer. For dette vil vi bruke logiske elementer av typen "AND".

H-bro kontrolllogikk

En OG-port består av integrerte elektroniske komponenter, og uten å vite hva som er inni den, kan vi tenke på den som en slags «black box» som har to innganger og en utgang. Sannhetstabellen viser oss 4 mulige kombinasjoner av inngangssignaler og deres tilsvarende utgangssignal.

Vi ser at bare når begge inngangene har et positivt signal (logisk), vises en logisk på utgangen. I alle andre tilfeller vil utgangen være logisk null (0V).

I tillegg til denne OG-porten, vil vår H-bro trenge en annen type OG-port, hvor vi kan se en liten sirkel ved en av inngangene. Dette er fortsatt det samme logiske elementet "AND", men med en inverterende (invertert) inngang. I dette tilfellet vil sannhetstabellen være litt annerledes.

Hvis vi kombinerer disse to typene "AND"-elementer med to elektroniske brytere, som vist i følgende figur, kan tilstanden til "X"-utgangen være i tre tilstander: åpen, positiv eller negativ. Dette vil avhenge av den logiske tilstanden til de to inngangene. Denne typen utgang er kjent som "Three-State Output" og er mye brukt i digital elektronikk.

La oss nå se hvordan vårt eksempel vil fungere. Når ENA-inngangen (aktivering) er 0V, uavhengig av tilstanden til A-inngangen, vil X-utgangen være åpen fordi utgangene til begge OG-portene vil være 0V, og derfor vil de to bryterne også være åpne.

Når vi legger spenning på ENA-inngangen, vil en av de to bryterne lukkes avhengig av signalet på inngang "A": et høyt nivå på inngang "A" vil koble utgang "X" til positiv, et lavt nivå ved inngang " A" vil koble utgang "X" "til minusstrømforsyningen.

Dermed bygde vi en av de to grenene til "H"-broen. La oss nå gå videre til å vurdere driften av en full bro.

Drift av en komplett H-bro

Ved å legge til en identisk krets for den andre grenen av H-broen får vi en komplett bro som motoren allerede kan kobles til.

Merk at aktiveringsinngangen (ENA) er koblet til begge benene på broen, mens de to andre inngangene (In1 og In2) er uavhengige. For klarhet i kretsen indikerte vi ikke beskyttelsesmotstandene ved basene til transistorene.

Når ENA er 0V, så er alle logiske portutganger også 0V, og derfor er transistorene lukket og motoren roterer ikke. Hvis et positivt signal tilføres ENA-inngangen, og det er 0V ved IN1- og IN2-inngangene, vil elementene "B" og "D" bli aktivert. I denne tilstanden vil begge motorinngangene være jordet og motoren vil heller ikke rotere.

Hvis vi tilfører et positivt signal til IN1, mens IN2 er 0V, vil logisk element "A" bli aktivert sammen med element "D", og "B" og "C" vil bli deaktivert. Som et resultat av dette vil motoren motta plusseffekt fra transistoren koblet til element "A" og minus effekt fra transistoren koblet til element "D". Motoren vil begynne å rotere i én retning.

Hvis vi inverterer (snu) signalene ved inngangene IN1 og IN2, er i dette tilfellet de logiske elementene "C" og "B" aktivert, og "A" og "D" er deaktivert. Resultatet av dette er at motoren vil motta positiv effekt fra transistoren koblet til "C" og negativ effekt fra transistoren koblet til "B". Motoren vil begynne å rotere i motsatt retning.

Hvis det er et positivt signal på inngangene IN1 og IN2, vil de aktive elementene med de tilsvarende transistorene være "A" og "C", mens begge motorutgangene vil være koblet til strømforsyningen positive.

H-bro på driver L298

La oss nå se på driften av L298-brikken. Figuren viser et blokkskjema av L298-driveren, som har to identiske H-broer og lar deg styre to likestrømsmotorer (DC).

Som vi ser er den negative delen av bruene ikke direkte forbundet med jord, men er tilgjengelig på pinne 1 for broen til venstre og på pinne 15 for broen til høyre. Ved å legge til en veldig liten motstand (shunt) mellom disse pinnene og jord (RSA og RSB), kan vi måle strømforbruket til hver bro ved hjelp av en elektronisk krets som kan måle spenningsfallet ved "SENS A" og "SENS B" poeng.

Dette kan være nyttig for å regulere motorstrømmen (ved hjelp av PWM) eller ganske enkelt aktivere et beskyttelsessystem i tilfelle motoren stopper (i så fall øker strømforbruket betydelig).

Beskyttelsesdiode for induktive belastninger

Hver motor inneholder en ledningsvikling (spole), og derfor, i ferd med å kontrollere motoren, oppstår det en bølge av selvinduksjons-EMK ved terminalene, noe som kan skade brotransistorene.

For å løse dette problemet kan du bruke raske Shottky-dioder eller, hvis motorene våre ikke er spesielt kraftige, bare vanlige likeretterdioder som 1N4007. Det må tas i betraktning at broutgangene endrer polaritet under motorstyring, så det er nødvendig å bruke fire dioder i stedet for én.

Hvorfor trenger vi spesielt motorførere og H-broer?

Etter å ha lært å "hoppe" pinner og tenne lysdioder, vil Arduino-fans og -entusiaster ha noe mer, noe kraftigere, for eksempel å lære å kontrollere motorer. Det er umulig å koble motoren direkte til mikrokontrolleren, siden typiske kontrollerpinnestrømmer er flere milliampere, og for motorer, til og med leketøy, er antallet titalls og hundrevis av milliampere, opptil flere ampere. Det samme med spenning: Mikrokontrolleren opererer med spenninger opp til 5 V, og motorer kommer i forskjellige spenninger.

Denne anmeldelsen handler bare om å drive børstede likestrømsmotorer; for trinnmotorer er det bedre å bruke spesialiserte trinnmotordrivere, og børsteløse motorer har sine egne drivere; de ​​er inkompatible med børstede motorer. Merk at i den russiskspråklige litteraturen er det en viss terminologisk forvirring - motordrivere kalles både "maskinvare"-moduler og kodefragmenter, funksjoner som er ansvarlige for å jobbe med disse "maskinvare"-driverne. Med "driver" mener vi en modul som er koblet på den ene siden til en mikrokontroller (for eksempel til et Arduino-kort), og på den andre siden til motoren. Denne "omformeren" av kontrollerens logiske signaler til utgangsspenning for å drive motoren er "driveren" til motoren, og spesielt vår L9110S-driver.

Driftsprinsipp av dobbelH-brobasertL9110 S

H - bro (les "askebro") - en elektronisk modul, analogt med en bryter, vanligvis brukt til å drive likestrømsmotorer og trinnmotorer, selv om mer spesialiserte moduler vanligvis brukes til trinnmotorer. Den er betegnet "H" fordi kretsskjemaet til en H-bro ligner bokstaven H.

"Pinnen" H har en likestrømsmotor. Hvis du lukker kontaktene S1 og S4, vil motoren rotere i én retning, til venstre vil det være null (S1), til høyre + spenning (S4). Hvis du lukker kontaktene S2 og S3, vil det på høyre kontakt på motoren være null (S3), og til venstre + kraft (S1), vil motoren rotere i den andre retningen. Broen er en L9110-brikke med beskyttelse mot gjennomstrømmer: Ved veksling åpnes kontaktene først, og først etter en stund lukkes andre kontakter. Det er to L9110-brikker på brettet, så ett kort kan kontrollere to DC-forbrukere: motorer, solenoider, lysdioder, hva som helst, eller en to-viklings stepper motor (slike stepper motorer kalles to-fase bipolar).

Tavleelementer

Brettet er lite, det er få elementer:

1. Motortilkobling A
2. Motortilkoblingskontakt B
3. Motor A H-brobrikke
4. Motor B H-brobrikke
5. Strøm- og kontrolltilkoblingsstifter

Forbindelse

Motor A og Motor B - to utganger for tilkobling av en last, strøm ikke mer enn 0,8 A; V-1A - signal "Motor B fremover"; I 1B- signal "Motor B revers"; Bakke (GND)- må kobles til bakken til mikrokontrolleren og motorens strømforsyning.; Ernæring (VCC) - motorstrømforsyning (ikke mer enn 12 V); A-1A - signal "Motor A fremover"; A-1B-"Motor A revers"-signal. Signalene på pinnene styrer spenningen ved utgangene for tilkobling av motorer:

For jevnt å kontrollere utgangsspenningen bruker vi ikke bare HØY, men et pulsbreddemodulert (PWM) signal. Alle Arduino-pinner merket med ~ kan gi PWM-utgang med kommandoen analogWrite(n,P), hvor n er pin-nummeret (i Arduino Nano og Uno er disse henholdsvis 3.5-6 og 9-11). Når du bruker disse pinnene for et PWM-signal, må du bruke Timer 0 (pinne 5 og 6), Timer 1 (pinne 9 og 10) og Timer 2 (pinne 3 og 11). Faktum er at noen bibliotekfunksjoner kan bruke de samme tidtakerne – da blir det en konflikt. I det store og hele er det nok å vite at pinne 3 er koblet til inngang A-1B, og pinne 5 til inngang A1-A, digitalWrite(3,127)-kommandoen vil levere 50% av spenningen til motoren i foroverretningen.

Eksempel på bruk

Robotstyring: vogn med frontlys (hvit LED) og ryggelys (rød LED). Programmet er listet opp nedenfor og beskriver den sykliske bevegelsen til vognen: forover-stopp-bakover-stopp. Alle viktige steg i programmet kommenteres.

Motoren er koblet til terminalene på MOTOR A, lysdiodene er koblet til utgangen på MOTOR B. Roboten beveger TID fremover ved å slå på den hvite lysdioden. Neste er TIME-tiden med halvt tente hvite lysdioder. Så kjører den tilbake og slår på de røde lysdiodene. Neste er TIME igjen, og slår på de røde og deretter hvite lysdiodene med halv lysstyrke. // L9110S motordriver // av Dr.S // nettsted // definere hvilke porter vi skal bruke til å kontrollere motoren og lysdiodene #define FORWARD 3 #define BACK 5 #define WHITE_LIGHT 6 #define RED_LIGHT 9 #define LEDOUT 13 #define TID 5000 usignerte tegn Forward_Speed ​​​​= 200; usignert tegn Back_Speed ​​​​= 160; usignert char White_Light = 210; usignert char Red_Light = 220; void setup() ( // erklærer brokontrollpinner som utganger: pinMode(FORWARD, OUTPUT); pinMode(BACK, OUTPUT); pinMode(WHITE_LIGHT, OUTPUT); pinMode(RED_LIGHT, OUTPUT); pinMode(LEDOUT, OUTPUT); ) // loop-rutinen kjører om og om igjen for alltid: void loop() ( // Roboten beveger seg fremover i tid TIME analogWrite(WHITE_LIGHT, White_Light); // Slå på den hvite LED "headlights" analogWrite(RED_LIGHT, 0); analogWrite (FORWARD, Forward_Speed); // Roboten gikk fremover analogWrite(BACK, 0); delay(TIME); // og vent litt // Roboten slår på "frontlysene" til halvparten av normal lysstyrke og står analogWrite( WHITE_LIGHT, White_Light / 2); // Slå på de hvite LED-"frontlysene" som parkeringslys analogWrite(RED_LIGHT, 0); analogWrite(FORWARD, 0); // Roboten står analogWrite(BACK, 0); delay(TIME) ); // og vent litt // Roboten slår på de røde "revers"-lysdiodene og går bakover analogWrite(WHITE_LIGHT, 0); // Slå på den hvite LED-"frontlyktene" som parkeringslys analogWrite(RED_LIGHT, Red_Light); analogWrite (FREMOVER, 0); analogWrite(BACK, Back_Speed); // Robot går tilbake delay(TIME); // og vent litt // Roboten slår på vekselvis røde og hvite lysdioder og står analogWrite(WHITE_LIGHT, 0); analogWrite(RED_LIGHT, Red_Light / 2); // Slå på den røde LED-en som parkeringslys analogWrite(FORWARD, 0); analogWrite(BACK, 0); // Roboten koster forsinkelse(TID / 2); // og vent litt analogWrite(WHITE_LIGHT, White_Light / 2); // Slå på den hvite LED "frontlys" som parkeringslys analogWrite(RED_LIGHT, 0); forsinkelse(TID / 2); // og vent litt)

Skjematisk diagram

Modulspesifikasjoner

• To uavhengige utganger, opptil 800 mA hver
• Maksimal overbelastningskapasitet 1,2 A
• Forsyningsspenning fra 2,5 til 12 V
• Logikknivåer kompatible med 3,3 og 5 V logikk
• Driftsområde 0 °C til 80 °C