Einfach, Reversible Motor Control für Arduino (oder jeder Mikrocontroller)

14 Schritt:Schritt 1: Stuff Sie brauchen Schritt 2: Schaltplan und Funktionsprinzip Schritt 3: Brücke NO und NC-Pins (Teil 1) Schritt 4: Brücke NO und NC-Pins (Teil 2) Schritt 5: Schließen Sie Coil Pin an Gemeinsamer Pin Schritt 6: Schließen Sie TIP120 Collector Coil Pin an Relais Schritt 7: Nudge TIP120 Into Position Schritt 8: Schließen Sie Second TIP120 Collector Common Relais Schritt 9: Schließen Sie TIP120 Emitter Schritt 10: Schließen Sie Widerstände Schritt 11: Bewertung Connections Schritt 12: Schließen Sie ihn! Schritt 13: Laden Sie den Kodex und Test- Schritt 14: Hinweise

Einfach, Reversible Motor Control für Arduino (oder jeder Mikrocontroller)
Dieses Projekt verwendet nur drei Hauptkomponenten, um Vorwärts- und Rückwärtssteuerung für einen einzigen Motor. Sie können auf einfache Schnittstelle, die sie zu einem Arduino oder andere Mikrocontroller.

Es ist so einfach - Sie können es ohne eine Leiterplatte in etwa 15 Minuten verdrahten "Freiform".


Eigenschaften:
Alle Teile bei Radio Shack erhältlich für unter 9 €
Unterstützt PWM für Drehzahlregelung
Verarbeitet bis zu 5 A Spitze / 2,5 A kontinuierlich (5 Ampere kontinuierlich mit Kühlkörper)
Gesteuert mit nur zwei Stifte - "enable" und "Richtung"

Einschränkungen:
Benötigt mindestens 7,5 Volt zu betreiben
Relay ist für "nur" 100.000 Zyklen bewertet und kann nicht für einige hohe Vibrations Projekte geeignet sein
Bietet keine Motor "Bremsen"

Der häufigste Weg, um eine reversible Motorsteuerung bereitzustellen, die mit einem H-Bridge. Eine grundlegende H-Brücke besteht aus 4 Transistoren - aber häufig am Ende, die mehr wie 10-Komponenten, wenn Sie Dinge wie Rücklaufdioden und sekundären Transistoren umfassen.

Ich wollte etwas einfacher für eine CNC-Projekt an dem ich arbeite - so kam ich mit diesem Entwurf. Ich bin mir ziemlich sicher, ich bin nicht der "Erfinder" dieser Schaltung - aber es ist nicht weit dokumentiert. Soweit ich das beurteilen kann es nicht haben einen Namen.

Ich hiermit die Namensgebung der RAT-Controller. RAT ist ein Akronym für Relais und Transistoren.
Schritt 1: Stuff Sie brauchen



Einfach, Reversible Motor Control für Arduino (oder jeder Mikrocontroller)
Alle Teile sind bei Radio Shack erhältlich - erwarten, ein bisschen unter 9 € für die Hauptkomponenten zu zahlen.
Gleiche Teile sind für unter € 4 online zur Verfügung.

12VDC Coil DPDT PC Miniature Relay
Radio Shack-Teil: 275 bis 249
Wenn Online-Kauf - suchen Sie nach "OMI-SH-212D"

2 x TIP120 Darlington-Transistoren
Radio Shack Part: 276-2068

2 x 220 Ohm Widerstände
Werte müssen nicht genau sein.

Optional: Kühlkörper
A TO-220 Größe Kühlkörper wie Radio Shack 276-1363 dadurch diese Motorsteuerung 5 Ampere kontinuierlich bereitstellen, im Gegensatz zu nur Peaks. Sie müssen auch eine # 6 Schraube und Mutter. Sehen Sie die letzte "Notes" Schritt für Informationen über die Installation oder kreiere deine eigenen Kühlkörper aus einem Pop kann.

Weitere Voraussetzungen:

Lötkolben
Und Lot - jede Spur ist in Ordnung.

Schaltdraht
Hier finden Sie eine Art von Schaltdraht müssen Anschlüsse und Schnittstelle mit Mikrocontroller machen.
22 Gauge Solid Core Schaltdraht funktioniert gut und passt problemlos in die Arduino-Header.
Erhältlich bei Radio Shack - Catalog # 278-1221

Schritt 2: Schaltplan und Funktionsprinzip

Einfach, Reversible Motor Control für Arduino (oder jeder Mikrocontroller)
Diese Schaltung verwendet einen DPDT (zweipoligen) Relais zu schalten, in welche Richtung sich der Motor dreht.

Der Motor ist an beiden normalerweise geschlossen und normalerweise offenen (rückwärts) Seiten des Relais verbunden. Dieser Effekt kehrt sich in der Verdrahtung, wenn das Relais eingeschaltet oder ausgeschaltet.

Da der Microcontroller kann nicht ganz zu erzeugen genug Strom, um das Relais zu fahren - einen Transistor (TIP120) wird verwendet, um sie ein- und ausschalten.

Die "Basis" des ersten TIP120 ist die "Direction Pin" - Drehen und Ausschalten schaltet die Drehrichtung des Motors.

Eine zweite TIP120 schaltet Macht gemeinsamen auf dem Relais. Dies wird verwendet, um den Motor ein- und auszuschalten.

Die "Basis" des zweiten TIP120 ist die "Enable Pin" - einschalten zu müssen wird der Motor tatsächlich ausgeführt.

Der Freigabestift kann an und aus sehr schnell für PWM (Pulsweitenmodulation) Drehzahlsteuerung umgeschaltet werden.

Beide Steuerstifte sind mit dem Mikrocontroller über 220 Ohm Widerstände den Strom zu begrenzen.

Die Mindestspannung, um diese Schaltung zu fahren wird durch die "Pickup" Spannung des Relais bestimmt. Dies wird hier nur als 9.6V - aber ich habe festgestellt, es richtig so niedrig wie etwa 7,5 V funktionieren.

Mach dir keine Sorgen, wenn die schematische nicht total Sinn. Wir werden durch alle Verbindungen one-by-one zu gehen.
Schritt 3: Brücke NO und NC-Pins (Teil 1)

Einfach, Reversible Motor Control für Arduino (oder jeder Mikrocontroller)
Positionieren Sie das Relais vor sich, wie im Bild gezeigt.

Verwenden Sie ein Stück Schaltdraht und Lötkolben, um die Pins zu verbinden, wie dargestellt.

Diese Verbindungsbrücken zu den Arbeitskontakt (NO) Relaisstifte zu einem der Ruhekontakt (NC) Relaisstifte.

Schritt 4: Brücke NO und NC-Pins (Teil 2)

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Again - verwenden Sie ein Stück Schaltdraht und Lötkolben, um die gezeigten Stifte verbinden.

Diese Verbindung schließt die andere normal offen (NO) und Öffner (NC) Relais pins.Step 5: Connect Coil Pin an Gemeinsamer Pin

Einfach, Reversible Motor Control für Arduino (oder jeder Mikrocontroller)
Ein letztes Mal - verwenden Sie ein Stück Schaltdraht und Lötkolben, um die gezeigten Stifte verbinden.

Diese verbindet eine der Relaisspulenstifte zu einem seiner Gemeinsamen Pins. Beide Stifte werden später mit positiven voltage.Step 6 zur Verfügung gestellt werden: Connect TIP120 Collector zu Coil Pin Relais

Einfach, Reversible Motor Control für Arduino (oder jeder Mikrocontroller)
Löten Sie den mittleren Stift eines der TIP120s an die Relaisstift auf den unteren rechten (wie abgebildet).

Diese verbindet die TIP120 Collector Stift des Relais andere Coil pin.Step 7: Nudge TIP120 Into Position

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Schieben Sie das TIP120 Richtung der linken Seite und gegen die Relais wie gezeigt.

Dies ist nicht nur kosmetische - die TIP120 muss in dieser Position für eine Verbindung wir later.Step 8 zu machen: Connect Second TIP120 Collector zu Relais Bezugs

Einfach, Reversible Motor Control für Arduino (oder jeder Mikrocontroller)
Löten Sie den mittleren Stift des zweiten TIP120 zum unteren Stift zweite von links auf dem Relais (wie abgebildet).

Diese verbindet den zweiten TIP120 Collector Stift zu einem der Relais Gemeinsamen pins.Step 9: Connect TIP120 Emitter

Einfach, Reversible Motor Control für Arduino (oder jeder Mikrocontroller)
Schieben Sie den zweiten TIP120 gegen Fall des Relais.

Biegen Sie den ganz links pin jeder TIP120 aufeinander zu, bis sie sich berühren.

Löten Sie die Stifte zusammen, wie dargestellt.

Dies verbindet die Emitterstifte der beiden TIP120 Transistoren.

Schritt 10: Schließen Sie Widerstände

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Schneiden Sie die Leitungen von zwei 220 Ohm Widerstände, um etwa 1/4 Inch mit einer Schere.

Dazu wird ein Widerstand mit dem Ende der am weitesten rechts Stift jedes TIP120 wie dargestellt.

Diese Widerstände sind an die Basis der Transistoren verbunden ist. Sie begrenzen Stromfluss zwischen den Transistoren und Ihren Mikrocontroller, um einen sicheren levels.Step 11: Review Connections

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Herzlichen Glückwunsch! Sie haben die Grundverdrahtung abgeschlossen - lassen Sie uns überprüfen, wie die Dinge anschließen.

+ Power
Verbinden Sie diesen Stift, um Ihre Energiequelle 7,5 V oder höher.

GND
Dieser Stift muss sowohl Boden Ihres Netzteils -und Boden auf Ihrem Microcontroller angeschlossen werden.

Aktivieren
Verbinden Sie diesen Stift, um auf Ihrem Mikrocontroller einen Stift. Aktivierung dieser Stift Windungen des Motors.
Wenn Sie einen Stift mit Mikrocontroller PWM verwenden - können Sie sie für Drehzahlregelung verwenden.

Richtung
Verbinden Sie diesen Stift, um auf Ihrem Mikrocontroller einen Stift. Ein- oder Ausschalten dieser Stift schaltet Motordrehrichtung.

Motor 1 und Motor 2
Diese Stifte eine Verbindung zu Ihrem Motorleitungen.

Schritt 12: Schließen Sie ihn!

Einfach, Reversible Motor Control für Arduino (oder jeder Mikrocontroller)
Verbinden Sie alle Leitungen wie im Stand der Schritt mit Schaltdraht und Ihre Lötkolben aufgeführt.

Achten Sie darauf, die GND-Pin zu Boden sowohl auf Stromquelle, und Ihre Mikrocontroller zu verbinden.

Wenn Sie einen Arduino sind - verbinden Sie die Richtung Pin an Arduino Pin 8 und dem Stift zu aktivieren Arduino Pin 9.Step 13: Laden Sie den Kodex und Test-

Einfach, Reversible Motor Control für Arduino (oder jeder Mikrocontroller)
Platzieren Sie den folgenden Code in einem Arduino sketch - und hochladen.

Wenn Sie nicht mit einem Arduino - überprüfen Sie den Code unten, um herauszufinden, was los ist. Es ist kein Hexenwerk.

Sie sollten über eine Motorsteuerung arbeiten!

// Pin 8 = Richtung
// Pin 9 = aktivieren

Leere setup () {
pinMode (8, Ausgang); // Setze Richtung Pin als Ausgang
pinMode (9, OUTPUT); // Set Enable-Pin als Ausgang
}

Leere Schleife () {

// Beginnen, geht nach vorn bei 50% Gas
digital (8, HOCH); // Weiterleiten
analogWrite (9128); // 50% PWM
Verzögerung (2000);

// Volle Kraft voraus!
digital (9, HOCH); //Vollgas
Verzögerung (2000);

// Und stoppen für eine Weile
digital (9, LOW); // Drehen Enable-Pin off
Verzögerung (1000);

// Jetzt gehen rückwärts
digital (8, LOW); // Rückwärts
analogWrite (9128); // 50% PWM
Verzögerung (2000);

// Und stoppen für eine Weile
digital (9, LOW); // Drehen Enable-Pin off
Verzögerung (1000);

} Schritt 14: Hinweise

Einfach, Reversible Motor Control für Arduino (oder jeder Mikrocontroller)
Wenn Sie Probleme mit der Steuerung über die Verneinung umkehren - kann es sein, dass Ihr Eingangsspannung zu niedrig ist.

Der Relaisspule scheint die maximale Spannung diese Schaltung verarbeiten kann diktieren. Oder 15.6V - es ist bei 130% der Nenn bewertet.

Im Gegensatz zu vielen kommerziellen Motortreiber - Dieser Treiber keinen "Schutz" - so, wenn Sie es missbrauchen zu viel - es wird scheitern. Zum Glück - das Bauteil am ehesten zu brennen ist der Transistor mit dem "Enable" pin -, so dass Sie nur einen € 1,50 sind.

Es sollte möglich sein, eine Version dieses Treibers, die niedrigere Spannungen unterstützt durch Austauschen der Relais mit einem mit einem niedrigeren "Pickup" Spannung aufzubauen. Ich wählte die man in diesem Projekt vorgestellten da Radio Shack bestückte es.

Dieses Projekt verwendet TIP120 "Darlington" Transistoren. Diese Transistoren sind eigentlich zwei Transistoren zusammen in einem verkettet. Dies gibt ihnen viel höheren "Gewinn" - das heißt, sie eine sehr kleine Strom verwenden können, um eine viel größere Strom wechseln. A TIP120 eigener bietet eine super-einfache Möglichkeit, Single-Richtung Motorsteuerung zu tun.

Das TIP120 ist auf 5 A ausgelegt - aber ohne Kühlkörper überhitzen, wenn führen Sie dieses Fest kontinuierlich. Ich habe überprüft das Radio Shack 276-1363 Kühlkörper ohne erneute Löten alles installiert werden (Sie benötigen, um Dinge zu biegen ein wenig). Der Kühlkörper sollte den Transistor mit dem "Enable" Stift mit einem # 6 Schraube und Mutter installiert werden (schrauben Sie es fest!).

Sie können alternativ einfach deine eigene Kühlkörper aus einem Stück Aluminiumdose. Schneiden Sie einfach ein 1 "x1" Stück der Dose mit einer Schere -. Aufbiegen den Seiten ein wenig, und bohren Sie eine 5/32 "Loch zu mounten Dies kann nicht so gut funktioniert wie eine richtige Kühlkörper - aber wird definitiv helfen.

Austauschen sowohl die TIP120 und Relais mit höherem Rating Teile (online leicht verfügbar) lassen sollten Sie eine viel kräftigere Version dieser Motorsteuerung ziemlich billig zu bauen.

Spaß haben!