میکروکنترلر AVR

طراحی درایور موتور برای ربات

motor-driver-robot

در این پروژه قصد داریم درایوری با ترانزیستور به صورت H-bridge (پل H) طراحی کنیم تا به وسیله آن بتوانیم بدون نیاز به درایور های آماده مانند L298 یا L6203 موتور های خود را راه اندازی نماییم، برای تست بهتر این مدار درایور، یک میکروکنترلر AVR مدل Atmega8 استفاده شده است که به وسیله این میکروکنترلر میتوانید با مداری که هست موتور را چپ گرد و راست گرده و تست نمایید. درایور ها که نقش راه انداز موتور ها را دارند، برای کنترل موتور دیتایی را از میکروکنترلر دریافت می کنند که این دیتا به صورت پالس های PWM می باشد. درایور پل H یا مبدل تمام پل نوعی مبدل است که در مدارات الکترونیکی یا الکترونیک قدرتی مورد استفاده قرار می گیرد. از خصوصیات مبدل تمام پل این است که ولتاژ و جریان خروجی آن، می‌توان دارای هر جهت جریان یا پلاریته ولتاژی باشد.

پل اچ (پل H) معمولا با ترانزیستور یا ماسفت بسته می شود؛ اصول کار این درایور به صورت زیرمی باشد:

driver1

علت اینکه به این مدار، درایور H– Bridge می‌گویند به دلیل شکل آنست که در شکل بالا مشاهده کردید. در این پروژه برای طراحی درایور از ترانزیستور استفاده شده است، به طور کلی راه اندازی درایور پل H یا همان H-Bridge دارای مدار نسبتا ساده ای است که قطعات تشکیل دهنده آن چهار ترانزیستور سوئیچ کننده است.  همچنین در طراحی این مدار از ۴ عدد دیود نیز استفاده شده است. از ویژگی های دیگر درایور H-Bridge می توان به غیر فعال شدن هنگام بالا رفتن دمای دیراور از یک حد مجاز، حفاظت در برابر اتصال کوتاه، غیر فعال شدن هنگام عبور جریان بسیار بالا و سرعت بالا در سوئیچ کردن موتور ها را اشاره کرد. درایور مدار اچ به صورت کلی برای تغییر قطبیت تغذیه موتور استفاده می‌شود؛ همچنین می‌توان از آن برای ترمز به صورت اتصال کوتاه دو سر موتور نیز استفاده نمود. یا با باز نمودن اتصال دو سر موتور، به صورت آزاد به چرخش در آید تا بایستد.

در مدار ارائه شده از دو ترانزیستور BD139 و BD140 استفاده شده است.ترانزیستور BD139 یک ترانزیستور NPN است که در پکیج TO-126 ارائه شده است. از خصوصیات این ترانزیستور  ۱٫۵ آمپر مداوم و ۳ آمپر لحظه ای با hfe حدودی ۱۵۰ و قابلیت استفاده برای زیر ۶۰ ولت می باشد. توان این ترانزیستور  ۱۲٫۵ وات و برای راه اندازی موتور های کوچک در رباتیک مناسب می باشد. ترانزیستور BD140 هم یک ترانزیستور pnp می باشد که از خصوصیات آن می توان به تحمل جریان ۱٫۵ آمپر ۸۰ ولت و توان ۱٫۲۵ وات اشاره کرد. همچنین دیود های استفاده شده در این مدار دیور ۱N4001 می باشد که جزو  دیودهای یکسوساز سیلیسیمی ۱A چند منظوره است و ولتاژ شکست آنها بین ۵۰ تا ۱۰۰۰ ولت متغیر است.

نقش دیود ها در این مدار به این صورت می باشد که زمانی که یک مسیر جریان در H – Bridge فعال باشد ( دو تا از چهار تا ترانزیستور روشن باشد )، دیودها هیچ نقشی ندارند، موتور در حالت روشن بودن یک میدان الکترومغناطیسی القائی ایجاد می‌کند، وقتی ترانزیستور ها خاموش می‌شوند، این میدان باید تخلیه شود، جریان باقیمانده‌ی درون سیم‌پیچ موتور هم باید تخلیه شود و به دلیل اینکه ترانزیستور ها خاموش هستند مسیری برای تخلیه نیست، اما یک مسیر کم‌مقاومت برای تخلیه‌ی جریان Catch Diodes ها می‌باشند، وقتی دیود‌ها جریان را عبور می‌دهند یک افت ولتاژ به اندازه‌ی Vf رخ می‌دهد. این افت ولتاژ همراه با جریان عبوری گرما تولید می‌کنند.

این مدارها عموما در پروژه رباتیک برای ساخت انواع ربات های حرفه ای مانند ربات مین یاب ، ربات مسیریاب ، ربات امدادگر و دستگاه‌های دیگر برای روشن کردن موتور در جهت مستقیم و معکوس استفاده می‌شوند. درایور های پل‌ اچ به صورت تراشه در دسترس هستند. همین‌طور می‌توان آن‌ها را با قطعات جدا از هم نیز ساخت.

مدار این درایور و برنامه راه انداز و تست آن با میکروکنترلر Atmega8 را می توانید از طریق لینک زیر دانلود نمایید.

خوب(1)بد(0)
همچنین ممکن است بپسندید
نمایش ساعت فارسی بر روی تابلو روان
حذف نویز در میکروکنترلر AVR

دیدگاه خود را بیان فرمائید

نام شما *
وبسایت شما *

دیدگاه شما *

شما می‌توانید از این دستورات HTML استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>