Управління мотором постійного струму за допомогою одного транзистора амперка
У даній статті розглядається найбільш простий спосіб підключення мотора постійного струму до Arduino.
Мотори постійного струму можна підключати безпосередньо до Arduino. Це обумовлено тим, що Піни не здатні видавати струм більше 40 мА. Мотору ж, в залежності від навантаження, необхідно кілька сотень міліампер. Тому виникає потреба збільшення потужності. Робиться це, як-правило, за допомогою транзисторів.
У статті «Транзистори» можна ознайомитися з основними типами транзисторів і їх принципами роботи.
необхідні компоненти
Ми розглянемо варіант взаємодії з польовим транзистором. Принципи підключення мотора будуть розібрані на конкретному залозі: DC-мотор. плата Arduino. N-канальний польовий транзистор. резистор на 10 кОм (R1), резистор на 220 Ом (R2).
Ви ж в своїх експериментах вільні використовувати те, що є в наявності. Важливі лише 3 умови:
Максимальний струм споживання мотора (струм при блокуванні) не повинен перевищувати максимальний струм стоку польового транзистора.
Затвор транзистора повинен відпиратися при напрузі 5 В.
Транзистор повинен мати вбудований діодом зворотного ланцюга (flyback діод).
Схема підключення
По-суті, обмотка двигуна являє собою котушку індуктивності. У момент подачі напруги виникне зворотна електрорушійна сила, яка може вивести з ладу транзистор. Flyback діод встановлюється в зворотному напрямку і запобігає витоку струму з мотора на транзистор. Тому, якщо в транзисторі немає flyback діода, його необхідно встановити додатково: анод на джерело, катод на стік.
Транзистор IRF530N є потужним і поставляється в корпусі TO-220. Нижче наведена його терморегулятори.
У даній схемі транзистор буде працювати в ключовому режимі: по одній команді (установка рівня HIGH на затворі) від Arduino транзистор буде підключати мотор до джерела живлення (відпиратися), по іншій команді (установка рівня LOW на затворі) - відключати мотор від джерела живлення.
Резистор R1 підтягує до землі затвор транзистора. Номінал не є принциповим - можна використовувати будь-які резистори в діапазоні від 1 до 10 кОм. Резистор R2 служить для захисту Піна мікроконтролера. Діапазон, приблизно, від 10 до 500 Ом.
Щоб живити цю схему, можна підключити до Arduino зовнішнє джерело живлення на 6-9 В, або подати живлення безпосередньо на макетну плату (синя шина - мінус, червона шина - плюс).
программінг
Для найбільшої простоти скористаємося, мабуть, найвідомішим скетчем з готових прикладів - Blink.
Подивимося, що вийшло.
Цифровий пін 13 раз в секунду змінює свій стан. Коли на виході встановлюється значення HIGH - загоряється світлодіод і починає обертатися мотор. Коли встановлюється LOW - світлодіод гасне, а мотор зупиняється.
результати
Була отримана можливість підключати до висновків Arduino потужні пристрої, зокрема, мотори постійного струму.
Використання ШІМ для регулювання швидкості мотора
Якщо мотором управляти нітрохи не складніше, ніж світлодіодом, то, напевно можна змінювати яскравість швидкість обертання мотора точно так же, як при роботі зі світлодіодами? Саме так! З точки зору Arduino абсолютно не важливо з чим ми маємо справу.
Як ви вже, напевно, могли здогадатися, для зміни швидкості обертання мотора нам знадобиться скетч Fade.
Схема підключення
Щоб скористатися наявними можливостями функції analogWrite (..). нам доведеться перейти на один з пинов (3/5/6/9/10/11), що підтримують апаратний ШІМ. Оскільки, за замовчуванням, в скетчі Fade задіяний 9-й пін, зупинимо свій вибір на ньому.
Була отримана можливість змінювати швидкість обертання мотора, використовуючи апаратний ШІМ Arduino.
За винятком випадків, коли вказано інше, вміст цієї Вікі підпадає під дію такої ліцензії: CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Unported