Componentes de rádio - símbolos no diagrama. Como ler as designações dos componentes de rádio no diagrama? Controlamos motores de passo e motores DC, exemplos L298 e Raspberry Pi para Arduino

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Os radioamadores iniciantes muitas vezes enfrentam o problema de identificar componentes de rádio em diagramas e ler corretamente suas marcações. A principal dificuldade está na grande quantidade de nomes de elementos, que são representados por transistores, resistores, capacitores, diodos e outras peças. Sua implementação prática e operação normal do produto acabado dependem em grande parte da correta leitura do diagrama.

Resistores

Os resistores incluem componentes de rádio que possuem uma resistência estritamente definida à corrente elétrica que flui através deles. Esta função foi projetada para reduzir a corrente no circuito. Por exemplo, para fazer uma lâmpada brilhar menos, a energia é fornecida a ela por meio de um resistor. Quanto maior a resistência do resistor, menos a lâmpada brilhará. Para resistores fixos, a resistência permanece inalterada, enquanto os resistores variáveis ​​podem alterar sua resistência de zero ao valor máximo possível.

Cada resistor constante possui dois parâmetros principais - potência e resistência. O valor da potência é indicado no diagrama não com símbolos alfabéticos ou numéricos, mas com a ajuda de linhas especiais. A potência em si é determinada pela fórmula: P = U x I, ou seja, igual ao produto da tensão e da corrente. Este parâmetro é importante porque um determinado resistor só pode suportar uma certa quantidade de energia. Se esse valor for ultrapassado, o elemento simplesmente queimará, pois o calor é liberado durante a passagem da corrente pela resistência. Portanto, na figura, cada linha marcada no resistor corresponde a uma determinada potência.

Existem outras maneiras de designar resistores em diagramas:

1. Nos diagramas de circuitos, o número de série é indicado de acordo com a localização (R1) e o valor da resistência é igual a 12K. A letra “K” é um prefixo múltiplo e significa 1000. Ou seja, 12K corresponde a 12.000 ohms ou 12 quilo-ohms. Se a letra “M” estiver presente na marcação, isso indica 12.000.000 ohms ou 12 megaohms.
2. Na marcação com letras e números, os símbolos das letras E, K e M correspondem a certos prefixos múltiplos. Portanto, a letra E = 1, K = 1000, M = 1000000. A decodificação dos símbolos ficará assim: 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. Neste caso, apenas designações digitais são utilizadas. Cada um inclui três dígitos. Os dois primeiros correspondem ao valor e o terceiro ao multiplicador. Assim, os fatores são: 0, 1, 2, 3 e 4. Indicam a quantidade de zeros adicionados ao valor base. Por exemplo, 150 - 15 Ohm; 151 - 150 Ohms; 152 - 1500 Ohm; 153 - 15.000 Ohms; 154 - 120.000 Ohms.

Resistores fixos

O nome dos resistores constantes está associado à sua resistência nominal, que permanece inalterada durante todo o período de operação. Eles diferem dependendo do design e dos materiais.

Os elementos de arame consistem em fios metálicos. Em alguns casos, podem ser utilizadas ligas de alta resistividade. A base para enrolar o fio é uma moldura de cerâmica. Esses resistores possuem alta precisão nominal, mas uma séria desvantagem é a presença de uma grande autoindutância. Na fabricação de resistores de filme metálico, um metal com alta resistividade é pulverizado sobre uma base cerâmica. Devido às suas qualidades, tais elementos são os mais utilizados.

O projeto dos resistores fixos de carbono pode ser de filme ou volumétrico. Neste caso, são utilizadas as qualidades do grafite como material com alta resistividade. Existem outros resistores, por exemplo, integrais. São utilizados em circuitos integrados específicos onde a utilização de outros elementos não é possível.

Resistores variáveis

Os radioamadores iniciantes costumam confundir um resistor variável com um capacitor variável, pois na aparência eles são muito semelhantes entre si. No entanto, eles têm funções completamente diferentes e também existem diferenças significativas na forma como são representados nos diagramas de circuitos.

O projeto de um resistor variável inclui um controle deslizante que gira ao longo da superfície resistiva. Sua principal função é ajustar os parâmetros, que consiste em alterar a resistência interna para o valor desejado. A operação do controle de volume em equipamentos de áudio e outros dispositivos similares é baseada neste princípio. Todos os ajustes são feitos alterando suavemente a tensão e a corrente nos dispositivos eletrônicos.

O principal parâmetro de um resistor variável é sua resistência, que pode variar dentro de certos limites. Além disso, possui uma potência instalada que deve suportar. Todos os tipos de resistores possuem essas qualidades.

Nos diagramas de circuitos domésticos, os elementos do tipo variável são indicados na forma de um retângulo, no qual estão marcados dois terminais principais e um adicional, localizados verticalmente ou passando pelo ícone na diagonal.

Em diagramas estrangeiros, o retângulo é substituído por uma linha curva indicando uma saída adicional. Ao lado da designação está a letra R em inglês com o número de série de um elemento específico. O valor da resistência nominal está indicado ao lado.

Conexão de resistores

Na eletrônica e na engenharia elétrica, as conexões de resistores são frequentemente usadas em várias combinações e configurações. Para maior clareza, considere uma seção separada do circuito com serial, paralelo e.

Em uma conexão em série, o final de um resistor é conectado ao início do próximo elemento. Assim, todos os resistores são conectados um após o outro e uma corrente total do mesmo valor flui através deles. Entre os pontos inicial e final existe apenas um caminho para a corrente fluir. À medida que o número de resistores conectados em um circuito comum aumenta, ocorre um aumento correspondente na resistência total.

Uma conexão é considerada paralela quando as extremidades iniciais de todos os resistores são combinadas em um ponto e as saídas finais em outro ponto. O fluxo de corrente ocorre através de cada resistor individual. Como resultado da conexão paralela, à medida que o número de resistores conectados aumenta, o número de caminhos para o fluxo de corrente também aumenta. A resistência total em tal seção diminui proporcionalmente ao número de resistores conectados. Será sempre menor que a resistência de qualquer resistor conectado em paralelo.

Na maioria das vezes, na eletrônica de rádio, é usada uma conexão mista, que é uma combinação de opções paralelas e seriais.

No diagrama mostrado, os resistores R2 e R3 estão conectados em paralelo. A conexão em série inclui o resistor R1, uma combinação de R2 e R3 e o resistor R4. Para calcular a resistência de tal conexão, todo o circuito é dividido em várias seções simples. Depois disso, os valores de resistência são somados e o resultado geral é obtido.

Semicondutores

Um diodo semicondutor padrão consiste em dois terminais e uma junção elétrica retificadora. Todos os elementos do sistema são combinados em uma caixa comum feita de cerâmica, vidro, metal ou plástico. Uma parte do cristal é chamada de emissor, devido à alta concentração de impurezas, e a outra parte, com baixa concentração, é chamada de base. A marcação dos semicondutores nos diagramas reflete suas características de design e características técnicas.

Germânio ou silício são usados ​​para fabricar semicondutores. No primeiro caso, é possível obter um coeficiente de transmissão superior. Os elementos feitos de germânio são caracterizados por uma maior condutividade, para a qual mesmo uma baixa tensão é suficiente.

Dependendo do projeto, os semicondutores podem ser pontuais ou planares, e de acordo com as características tecnológicas podem ser retificadores, pulsados ​​ou universais.

Capacitores

Um capacitor é um sistema que inclui dois ou mais eletrodos feitos em forma de placas - placas. Eles são separados por um dielétrico, que é muito mais fino que as placas do capacitor. Todo o dispositivo possui capacitância mútua e tem a capacidade de armazenar carga elétrica. No diagrama mais simples, o capacitor é apresentado na forma de duas placas metálicas paralelas separadas por algum tipo de material dielétrico.

No diagrama do circuito, próximo à imagem do capacitor, sua capacitância nominal é indicada em microfarads (μF) ou picofarads (pF). Ao designar capacitores eletrolíticos e de alta tensão, após a capacitância nominal é indicado o valor da tensão máxima de operação, medida em volts (V) ou quilovolts (kV).

Capacitores variáveis

Para designar capacitores com capacitância variável, são utilizados dois segmentos paralelos, que são atravessados ​​​​por uma seta inclinada. Placas móveis conectadas em um determinado ponto do circuito são representadas como um arco curto. Ao lado está uma designação para a capacidade mínima e máxima. Um bloco de capacitores, composto por várias seções, é combinado por meio de uma linha tracejada que cruza os sinais de ajuste (setas).

A designação do capacitor trimmer inclui uma linha inclinada com um traço no final em vez de uma seta. O rotor aparece como um arco curto. Outros elementos - capacitores térmicos - são designados pelas letras SK. Na sua representação gráfica, um símbolo de temperatura é colocado próximo ao sinal de regulação não linear.

Capacitores permanentes

Símbolos gráficos para capacitores com capacitância constante são amplamente utilizados. Eles são representados como dois segmentos paralelos e conclusões do meio de cada um deles. Ao lado do ícone é colocada a letra C, após ela - o número de série do elemento e, com um pequeno intervalo, uma designação numérica da capacidade nominal.

Ao usar um capacitor em um circuito, um asterisco é colocado em vez de seu número de série. O valor da tensão nominal é indicado apenas para circuitos de alta tensão. Isto se aplica a todos os capacitores, exceto os eletrolíticos. O símbolo de tensão digital é colocado após a designação de capacidade.

A conexão de muitos capacitores eletrolíticos requer polaridade correta. Nos diagramas, um sinal “+” ou um retângulo estreito é usado para indicar uma cobertura positiva. Na ausência de polaridade, retângulos estreitos marcam ambas as placas.

Diodos e diodos Zener

Os diodos são os dispositivos semicondutores mais simples que operam com base em uma junção elétron-buraco conhecida como junção pn. A propriedade da condutividade unidirecional é claramente transmitida em símbolos gráficos. Um diodo padrão é representado como um triângulo, simbolizando o ânodo. O vértice do triângulo indica a direção da condução e confina com a linha transversal que indica o cátodo. A imagem inteira é cortada no centro por uma linha de circuito elétrico.

A designação da letra VD é usada. Ele exibe não apenas elementos individuais, mas também grupos inteiros, por exemplo, . O tipo de um diodo específico é indicado próximo à designação de sua posição.

O símbolo básico também é usado para designar diodos zener, que são diodos semicondutores com propriedades especiais. O cátodo tem um traço curto direcionado ao triângulo, simbolizando o ânodo. Este curso permanece inalterado, independentemente da posição do ícone do diodo zener no diagrama de circuito.

Transistores

A maioria dos componentes eletrônicos possui apenas dois terminais. No entanto, elementos como transistores são equipados com três terminais. Seus designs vêm em uma variedade de tipos, formas e tamanhos. Os seus princípios gerais de funcionamento são os mesmos e pequenas diferenças estão associadas às características técnicas de um determinado elemento.

Os transistores são usados ​​principalmente como interruptores eletrônicos para ligar e desligar vários dispositivos. A principal conveniência de tais dispositivos é a capacidade de comutar altas tensões usando uma fonte de baixa tensão.

Em sua essência, cada transistor é um dispositivo semicondutor com a ajuda do qual oscilações elétricas são geradas, amplificadas e convertidas. Os mais difundidos são os transistores bipolares com a mesma condutividade elétrica do emissor e do coletor.

Nos diagramas eles são designados pelo código de letras VT. A imagem gráfica é um pequeno traço com uma linha que se estende do meio. Este símbolo indica a base. Duas linhas inclinadas são desenhadas em suas bordas em um ângulo de 60 0, exibindo o emissor e o coletor.

A condutividade elétrica da base depende da direção da seta do emissor. Se for direcionado para a base, então a condutividade elétrica do emissor é p, e a da base é n. Quando a seta é direcionada na direção oposta, o emissor e a base alteram sua condutividade elétrica para o valor oposto. O conhecimento da condutividade elétrica é necessário para conectar corretamente o transistor à fonte de alimentação.

Para tornar mais clara a designação nos diagramas dos componentes de rádio do transistor, ele é colocado em um círculo indicando o invólucro. Em alguns casos, uma caixa metálica é conectada a um dos terminais do elemento. Esse local no diagrama é exibido como um ponto colocado onde o pino cruza com o símbolo da caixa. Se houver um terminal separado na caixa, a linha que indica o terminal pode ser conectada a um círculo sem ponto. Perto da designação posicional do transistor é indicado seu tipo, o que pode aumentar significativamente o conteúdo de informação do circuito.

Designações de letras em diagramas de componentes de rádio

Designação básica	Nome do item	Designação adicional	Tipo de dispositivo
	Dispositivo		Regulador atual
			Bloco de relé
			Dispositivo
	Conversores		Palestrante
			Sensor térmico
			Fotocélula
			Microfone
			Escolher
	Capacitores		Banco de capacitores de potência
			Bloco de capacitor de carga
	Circuitos integrados, micromontagens		CI analógico
			IC digital, elemento lógico
	Os elementos são diferentes		Aquecedor elétrico térmico
			Lâmpada de iluminação
	Pára-raios, fusíveis, dispositivos de proteção		Elemento de proteção de corrente instantânea discreta
			O mesmo para corrente inercial
			fusível
			Pára-raios
	Geradores, fontes de alimentação		Bateria
			Compensador síncrono
			Excitador gerador
	Dispositivos de indicação e sinalização		Dispositivo de alarme sonoro
			Indicador
			Dispositivo de sinalização luminosa
			Placa de sinalização
			Lâmpada de sinalização com lente verde
			Lâmpada de sinalização com lente vermelha
			Lâmpada de sinalização com lente branca
			Indicadores iônicos e semicondutores
	Relés, contatores, partidas		Relé atual
			Relé indicador
			Relé eletrotérmico
			Contator, partida magnética
			Relé de tempo
			Relé de tensão
			Habilitar relé de comando
			Relé de comando de disparo
			Relé intermediário
	Indutores, bobinas		Controle de iluminação fluorescente
			Medidor de tempo de ação, relógio
			Voltímetro
			Wattímetro
	Interruptores e seccionadores de energia		Troca automática
	Resistores		Termistor
			Potenciômetro
			Derivação de medição
			Varistor
	Dispositivo de comutação em circuitos de controle, sinalização e medição		Trocar ou trocar
			Pressionar no interruptor
			Troca automática
	Autotransformadores		Transformador de corrente
			Transformadores de tensão
	Conversores		Modulador
			Demodulador
			unidade de energia
			Conversor de frequência
	Dispositivos de eletrovácuo e semicondutores		Diodo, diodo zener
			Dispositivo de eletrovácuo
			Transistor
			Tiristor
	Conectores de contato		Colecionador atual
			Conector de alta frequência
	Dispositivos mecânicos com acionamento eletromagnético		Eletroímã
			Fechadura eletromagnética

Os transformadores eletrônicos estão substituindo os volumosos transformadores com núcleo de aço. O próprio transformador eletrônico, ao contrário do clássico, é um dispositivo completo - um conversor de tensão.

Esses conversores são usados ​​​​em iluminação para alimentar lâmpadas halógenas de 12 volts. Se você consertou lustres com controle remoto, provavelmente os encontrou.

Aqui está um diagrama de um transformador eletrônico Jindel(modelo GET-03) com proteção contra curto-circuito.

Os principais elementos de potência do circuito são transistores n-p-n MJE13009, que são conectados de acordo com o circuito de meia ponte. Eles operam em antifase a uma frequência de 30 a 35 kHz. Toda a energia fornecida à carga - lâmpadas halógenas EL1...EL5 - é bombeada através delas. Os diodos VD7 e VD8 são necessários para proteger os transistores V1 e V2 da tensão reversa. Um dinistor simétrico (também conhecido como diac) é necessário para iniciar o circuito.

No transistor V3 ( 2N5551) e elementos VD6, C9, R9 - R11, um circuito de proteção contra curto-circuito é implementado na saída ( proteção contra curto-circuito).

Se ocorrer um curto-circuito no circuito de saída, o aumento da corrente que flui através do resistor R8 fará com que o transistor V3 opere. O transistor abrirá e bloqueará o funcionamento do dinistor DB3, que inicia o circuito.

O resistor R11 e o capacitor eletrolítico C9 evitam o falso funcionamento da proteção quando as lâmpadas são acesas. Quando as lâmpadas são ligadas, os filamentos ficam frios, então o conversor produz uma corrente significativa no início da partida.

Para retificar a tensão de rede de 220 V, é usado um circuito de ponte clássico de diodos de 1,5 A 1N5399.

O indutor L2 é usado como um transformador abaixador. Ocupa quase metade do espaço no PCB do conversor.

Devido à sua estrutura interna, não é recomendado ligar o transformador eletrônico sem carga. Portanto, a potência mínima da carga conectada é de 35 a 40 watts. A faixa de potência operacional geralmente é indicada no corpo do produto. Por exemplo, no corpo do transformador eletrônico na primeira foto está indicada a faixa de potência de saída: 35 - 120 watts. Sua potência de carga mínima é de 35 watts.

É melhor conectar lâmpadas halógenas EL1...EL5 (carga) a um transformador eletrônico com fios não maiores que 3 metros. Como uma corrente significativa flui através dos condutores de conexão, os fios longos aumentam a resistência total do circuito. Portanto, as lâmpadas localizadas mais distantes brilharão mais fracamente do que aquelas localizadas mais próximas.

Também vale considerar que a resistência dos fios longos contribui para o seu aquecimento devido à passagem de corrente significativa.

Vale ressaltar também que, pela sua simplicidade, os transformadores eletrônicos são fontes de interferência de alta frequência na rede. Normalmente, um filtro é colocado na entrada de tais dispositivos para bloquear interferências. Como podemos ver no diagrama, os transformadores eletrônicos para lâmpadas halógenas não possuem tais filtros. Mas em fontes de alimentação de computadores, que também são montadas usando um circuito de meia ponte e com um oscilador mestre mais complexo, esse filtro geralmente é montado.

Neste artigo, veremos mais de perto como funciona a ponte H, que é usada para controlar motores CC de baixa tensão. Como exemplo, usaremos o circuito integrado L298, popular entre os entusiastas da robótica. Mas primeiro, do simples ao complexo.

Ponte H em interruptores mecânicos

O sentido de rotação do eixo de um motor DC depende da polaridade da fonte de alimentação. Para alterar esta polaridade, sem reconectar a fonte de alimentação, podemos utilizar 4 chaves conforme mostra a figura a seguir.

Esse tipo de conexão é conhecido como “Ponte H” – devido ao formato do circuito, que se parece com a letra “H”. Este diagrama de conexão do motor possui propriedades muito interessantes, que descreveremos neste artigo.

Se fecharmos os interruptores superior esquerdo e inferior direito, o motor será conectado à direita ao negativo e à esquerda ao positivo. Como resultado, ele irá girar em uma direção (o caminho atual é indicado por linhas e setas vermelhas).

Se fecharmos os interruptores superior direito e inferior esquerdo, o motor será conectado à direita ao positivo e à esquerda ao negativo. Neste caso, o motor girará na direção oposta.

Este circuito de controle tem uma desvantagem significativa: se ambos os interruptores à esquerda ou ambos os interruptores à direita estiverem fechados ao mesmo tempo, a fonte de alimentação entrará em curto-circuito, portanto esta situação deve ser evitada.

O interessante do circuito a seguir é que usando apenas as duas chaves superior ou inferior, removemos a energia do motor, fazendo com que ele pare.

É claro que uma ponte H feita inteiramente de desviadores não é muito versátil. Demos este exemplo apenas para explicar de forma simples e visual o princípio de funcionamento da ponte H.

Mas se substituirmos as chaves mecânicas por chaves eletrônicas, o design ficará mais interessante, pois neste caso as chaves eletrônicas podem ser acionadas por circuitos lógicos, por exemplo, um microcontrolador.

Ponte H transistorizada

Para criar uma ponte H eletrônica em transistores, você pode usar transistores do tipo NPN e PNP. Transistores de efeito de campo também podem ser usados. Veremos a versão com transistor NPN porque esta é a solução utilizada no chip L298, que veremos mais adiante.

Um transistor é um componente eletrônico cujo funcionamento pode ser complexo de descrever, mas em relação à nossa ponte H, seu funcionamento é fácil de analisar, pois opera em apenas dois estados (corte e saturação).

Podemos pensar em um transistor simplesmente como uma chave eletrônica que é fechada quando a base (b) é 0 V e aberta quando a base é positiva.

Ok, substituímos as chaves mecânicas por chaves transistorizadas. Agora precisamos de uma unidade de controle que controle nossos quatro transistores. Para isso utilizaremos elementos lógicos do tipo “AND”.

Lógica de controle da ponte H

Uma porta AND é composta por componentes eletrônicos integrados e, sem saber o que há dentro dela, podemos pensá-la como uma espécie de “caixa preta” que possui duas entradas e uma saída. A tabela verdade nos mostra 4 combinações possíveis de sinais de entrada e seus correspondentes sinais de saída.

Vemos que somente quando ambas as entradas possuem um sinal positivo (lógico), um sinal lógico aparece na saída. Nos demais casos a saída será zero lógico (0V).

Além desta porta AND, nossa ponte H precisará de outro tipo de porta AND, onde podemos ver um pequeno círculo em uma de suas entradas. Este ainda é o mesmo elemento lógico “AND”, mas com uma entrada inversora (invertida). Neste caso, a tabela verdade será um pouco diferente.

Se combinarmos esses dois tipos de elementos “AND” com duas chaves eletrônicas, conforme mostrado na figura a seguir, então o estado da saída “X” pode estar em três estados: aberto, positivo ou negativo. Isto dependerá do estado lógico das duas entradas. Este tipo de saída é conhecido como “Saída de Três Estados” e é amplamente utilizado em eletrônica digital.

Agora vamos ver como nosso exemplo funcionará. Quando a entrada ENA (habilitar) for 0V, independentemente do estado da entrada A, a saída X estará aberta porque as saídas de ambas as portas AND serão 0V e, portanto, as duas chaves também estarão abertas.

Quando aplicamos tensão na entrada ENA, uma das duas chaves será fechada dependendo do sinal na entrada "A": um nível alto na entrada "A" conectará a saída "X" ao positivo, um nível baixo na entrada " A" conectará a saída "X" "à fonte de alimentação negativa.

Assim, construímos um dos dois ramos da ponte “H”. Agora vamos considerar a operação de uma ponte completa.

Operando uma ponte H completa

Adicionando um circuito idêntico para o segundo ramal da ponte H, obtemos uma ponte completa à qual o motor já pode ser conectado.

Observe que a entrada de habilitação (ENA) está conectada a ambos os braços da ponte, enquanto as outras duas entradas (In1 e In2) são independentes. Para maior clareza do circuito, não indicamos as resistências de proteção nas bases dos transistores.

Quando ENA é 0V, todas as saídas da porta lógica também são 0V e, portanto, os transistores estão fechados e o motor não gira. Se for aplicado um sinal positivo na entrada ENA e houver 0V nas entradas IN1 e IN2, os elementos “B” e “D” serão ativados. Neste estado, ambas as entradas do motor serão aterradas e o motor também não girará.

Se aplicarmos um sinal positivo em IN1, enquanto IN2 for 0V, então o elemento lógico “A” será ativado junto com o elemento “D”, e “B” e “C” serão desabilitados. Como resultado disso, o motor receberá potência positiva do transistor conectado ao elemento “A” e potência negativa do transistor conectado ao elemento “D”. O motor começará a girar em uma direção.

Se invertermos (invertermos) os sinais nas entradas IN1 e IN2, então neste caso os elementos lógicos “C” e “B” são ativados e “A” e “D” são desabilitados. O resultado disso é que o motor receberá potência positiva do transistor conectado em “C” e potência negativa do transistor conectado em “B”. O motor começará a girar na direção oposta.

Se houver sinal positivo nas entradas IN1 e IN2, então os elementos ativos com os transistores correspondentes serão “A” e “C”, enquanto ambas as saídas do motor serão conectadas ao positivo da fonte de alimentação.

Ponte H no driver L298

Agora vamos dar uma olhada na operação do chip L298. A figura mostra um diagrama de blocos do driver L298, que possui duas pontes H idênticas e permite controlar dois motores de corrente contínua (DC).

Como podemos ver, a parte negativa das pontes não está diretamente conectada ao terra, mas está disponível no pino 1 da ponte da esquerda e no pino 15 da ponte da direita. Adicionando uma resistência muito pequena (shunt) entre esses pinos e o terra (RSA e RSB), podemos medir o consumo de corrente de cada ponte utilizando um circuito eletrônico que pode medir a queda de tensão no “SENS A” e no “SENS B”. pontos.

Isto pode ser útil para regular a corrente do motor (usando PWM) ou simplesmente ativar um sistema de proteção caso o motor pare (neste caso o seu consumo de corrente aumenta significativamente).

Diodo de proteção para cargas indutivas

Cada motor contém um enrolamento de fio (bobina) e, portanto, no processo de controle do motor, ocorre um surto de EMF de autoindução em seus terminais, o que pode danificar os transistores da ponte.

Para resolver este problema, você pode usar diodos rápidos do tipo Shottky ou, se nossos motores não forem particularmente potentes, apenas diodos retificadores regulares como o 1N4007. Deve-se ter em mente que as saídas da ponte mudam de polaridade durante o controle do motor, portanto é necessário utilizar quatro diodos em vez de um.

Por que precisamos de drivers de motor e pontes H em particular?

Tendo aprendido a “saltar” pinos e acender LEDs, os fãs e entusiastas do Arduino querem algo mais, algo mais poderoso, por exemplo, aprender a controlar motores. É impossível conectar diretamente o motor ao microcontrolador, pois as correntes típicas dos pinos do controlador são de vários miliamperes, e para motores, mesmo os de brinquedo, a contagem é de dezenas e centenas de miliamperes, até vários amperes. O mesmo acontece com a tensão: o microcontrolador opera com tensões de até 5 V, e os motores vêm em tensões diferentes.

Esta revisão trata apenas da alimentação de motores CC com escovas; para motores de passo é melhor usar drivers de motor de passo especializados, e motores sem escovas possuem seus próprios drivers; eles são incompatíveis com motores com escovas. Observe que na literatura de língua russa há alguma confusão terminológica - os drivers de motor são chamados de módulos de “hardware” e fragmentos de código, funções responsáveis ​​​​por trabalhar com esses drivers de “hardware”. Por “driver” entendemos um módulo que está conectado por um lado a um microcontrolador (por exemplo, a uma placa Arduino) e por outro lado ao motor. Este “conversor” dos sinais lógicos do controlador em tensão de saída para alimentar o motor é o “driver” do motor e, em particular, do nosso driver L9110S.

Princípio de funcionamento do duploH-baseado em ponteeu9110 S

H - ponte (leia-se "ponte de cinzas") - módulo eletrônico, análogo a uma chave, normalmente utilizado para alimentar motores CC e motores de passo, embora módulos mais especializados sejam normalmente utilizados para motores de passo. É designado “H” porque o diagrama de circuito de uma ponte H se assemelha à letra H.

O “stick” H possui um motor DC. Se fechar os contatos S1 e S4, o motor girará em um sentido, à esquerda será zero (S1), à direita + tensão (S4). Se você fechar os contatos S2 e S3, então no contato direito do motor haverá zero (S3), e no contato esquerdo + potência (S1), o motor girará na outra direção. A ponte é um chip L9110 com proteção contra correntes passantes: ao comutar, os contatos primeiro abrem e só depois de um tempo os outros contatos fecham. Existem dois chips L9110 na placa, então uma placa pode controlar dois consumidores DC: motores, solenóides, LEDs, qualquer coisa, ou um motor de passo de dois enrolamentos (esses motores de passo são chamados de bipolares bifásicos).

Elementos do tabuleiro

O tabuleiro é pequeno, existem poucos elementos:

1. Conexão do motor A
2. Conector de conexão do motor B
3. Chip ponte H do motor A
4. Chip ponte H do motor B
5. Pinos de conexão de alimentação e controle

Conexão

Motor A e Motor B - duas saídas para conexão de carga, corrente não superior a 0,8 A; V-1A sinal “Motor B para frente”; EM 1B- sinal “Motor B reverso”; Terra (GND)- deve estar conectado ao terra do microcontrolador e à fonte de alimentação do motor.; Nutrição (VCC) - alimentação do motor (não superior a 12 V); A-1A - sinal “Motor A para frente”; A-1B- Sinal "Motor A reverso". Os sinais nos pinos controlam a tensão nas saídas para conexão dos motores:

Para controlar suavemente a tensão de saída, aplicamos não apenas HIGH, mas um sinal modulado por largura de pulso (PWM). Todos os pinos do Arduino marcados com ~ podem fornecer saída PWM com o comando analogWrite(n,P), onde n é o número do pino (no Arduino Nano e no Uno são 3,5-6 e 9-11, respectivamente). Ao usar esses pinos para um sinal PWM, você deve usar os Timers 0 (pinos 5 e 6), Timer 1 (pinos 9 e 10) e Timer 2 (pinos 3 e 11). O fato é que algumas funções da biblioteca podem usar os mesmos temporizadores - então haverá um conflito. Em geral, é suficiente saber que o pino 3 está conectado à entrada A-1B e o pino 5 à entrada A1-A, o comando digitalWrite(3,127) fornecerá 50% da tensão ao motor na direção direta.

Exemplo de uso

Controle do robô: carrinho com farol (LED branco) e luz de ré (LED vermelho). O programa está listado abaixo e descreve o movimento cíclico do carrinho: frente-parada-para trás-parada. Todas as etapas importantes do programa são comentadas.

O motor é conectado aos terminais do MOTOR A, os LEDs são conectados à saída do MOTOR B. O robô avança o TEMPO acendendo o LED branco. O próximo é o tempo TIME com LEDs brancos meio acesos. Em seguida, ele volta, acendendo os LEDs vermelhos. O próximo é TIME novamente, ligando os LEDs vermelho e depois branco com metade do brilho. // driver do motor L9110S // por Dr.S // site // definir quais portas usaremos para controlar o motor e os LEDs #define FORWARD 3 #define BACK 5 #define WHITE_LIGHT 6 #define RED_LIGHT 9 #define LEDOUT 13 #define TIME 5000 caractere não assinado Forward_Speed ​​​​= 200; caractere não assinado Back_Speed ​​​​= 160; caractere não assinado White_Light = 210; caractere não assinado Red_Light = 220; void setup() ( // declara os pinos de controle da ponte como saídas: pinMode(FORWARD, OUTPUT); pinMode(BACK, OUTPUT); pinMode(WHITE_LIGHT, OUTPUT); pinMode(RED_LIGHT, OUTPUT); pinMode(LEDOUT, OUTPUT); ) // a rotina de loop é executada continuamente: void loop() ( // O robô avança pelo tempo TIME analogWrite(WHITE_LIGHT, White_Light); // Acende os "faróis" do LED branco analogWrite(RED_LIGHT, 0); analogWrite (FORWARD, Forward_Speed); // O robô avançou analogWrite(BACK, 0); delay(TIME); // e espere um pouco // O robô acende os “faróis” até a metade do brilho normal e fica parado analogWrite( WHITE_LIGHT, White_Light / 2); // Acende os "faróis" de LED branco como luzes de estacionamento analogWrite(RED_LIGHT, 0); analogWrite(FORWARD, 0); // O robô está parado analogWrite(BACK, 0); delay(TIME ); // e espere um pouco // Robô acende os LEDs vermelhos de "ré" e anda para trás analogWrite(WHITE_LIGHT, 0); // Acende os LEDs brancos "faróis" como luzes de estacionamento analogWrite(RED_LIGHT, Red_Light); analogWrite (AVANÇAR, 0); analogWrite(BACK, Back_Speed); // Robô volta delay(TIME); // e espere um pouco // O robô acende alternadamente os LEDs vermelho e branco e fica parado analogWrite(WHITE_LIGHT, 0); analogWrite(RED_LIGHT, Red_Light / 2); // Acende o LED vermelho como luzes de estacionamento analogWrite(FORWARD, 0); analogWrite(VOLTAR, 0); // O robô custa delay(TIME / 2); // e espere um pouco analogWrite(WHITE_LIGHT, White_Light / 2); // Acende os "faróis" do LED branco como luzes de estacionamento analogWrite(RED_LIGHT, 0); atraso(TEMPO/2); // e espere um pouco)

Diagrama esquemático

Especificações do módulo

• Duas saídas independentes, até 800 mA cada
• Capacidade máxima de sobrecarga 1,2 A
• Tensão de alimentação de 2,5 a 12 V
• Níveis lógicos compatíveis com lógica de 3,3 e 5 V
• Faixa de operação 0 °C a 80 °C