Arduino DC-motorhastighets- och riktningskontroll med hjälp av reläer och MOSFET

I det här projektet styr vi riktning och hastighet för en 24V motor med hög ström med Arduino och två reläer. Inga strömbrytare behövs för den här kretsen, bara två tryckknappar och i potentiometer för att styra riktningen och hastigheten på likströmsmotorn. En tryckknapp roterar motorn medurs och den andra moturs. En n-kanal MOSFET krävs för att styra motorns hastighet. Reläer används för att växla motorns riktning. Det liknar H-Bridge-kretsen.

Nödvändiga komponenter:

1. Arduino Uno
2. Två 12v-relä (5v-relä kan också användas)
3. Två transistorer; BC547
4. Två tryckknappar
5. IRF540N
6. 10k motstånd
7. 24 volt källa
8. 10K potentiometer
9. Tre dioder 1N4007
10. Anslutande ledningar

Kretsschema och förklaringar:

Kretsschema för detta dubbelriktade motorstyrningsprojekt visas i bilden nedan. Gör anslutningarna enligt det:

• Anslut normalt stängd terminal på båda reläerna till batteriets plusuttag.
• Anslut normalt öppet plint på båda reläen till avloppsterminalen på MOSFET.
• Anslut MOSFET-källan till batteriets minuspol och till Arduino UNO: s jordstift.
• Portterminal till PWM-stift 6 i Arduino.
• Anslut 10k-motstånd från grind till källa och 1N4007-diod från källa till dränering.
• Anslut motorn mellan reläets mittterminal.
• Av två återstående terminaler går en till Vin-stiftet i Arduino Uno och den andra till transistorns kollektorterminal (för varje relä).
• Anslut emitterterminalen på båda transistorerna till GND-stiftet på Arduino.
• Digital stift 2 och 3 i Arduino, var och en i serie med tryckknapp, går till basen av transistorer.
• Anslut dioden över reläet exakt enligt bilden.
• Anslut Potentiometers ändterminal till 5v-stift respektive Gnd-stift av Arduino. Och torkaranslutning till A0-stift.
• ** om du har två separata 12-voltsbatteri, anslut sedan ett batteris pluspol till minuspolen på ett annat batteri och använd de återstående två polerna som positiva och negativa.

Syfte med transistorer:

Arduino digitala stift kan inte leverera den ström som behövs för att slå på ett normalt 5v-relä. Dessutom använder vi 12v-relä i detta projekt. Vin-stift av Arduino kan inte enkelt leverera så mycket ström för båda reläerna. Därför används transistorer för att leda ström från Vin-stift i Arduino till relä som styrs med en tryckknapp ansluten från digital stift till transistorns basterminal.

Syfte med Arduino:

• För att tillhandahålla den mängd ström som krävs för att slå på reläet.
• För att slå på transistorn.
• För att styra hastigheten för likströmsmotorer med potentiometer med hjälp av programmering. Kontrollera hela Arduino-koden i slutet.

Syfte med MOSFET:

MOSFET krävs för att kontrollera motorns hastighet. MOSFET slås på och av vid högfrekvent spänning och eftersom motorn är ansluten i serie med avloppet för MOSFET, bestämmer PWM-värdet på spänningen motorns hastighet.

Aktuella beräkningar:

Reläspolens motstånd mäts med en multimeter som visar sig vara = 400 ohm

Vin pin av Arduino ger = 12v

Så nuvarande behov måste slå på reläet = 12/400 ampere = 30 mA

Om båda reläerna är strömförande, är ström = 30 * 2 = 60 mA

** Vinstift av Arduino kan leverera maximal ström = 200mA.

Det finns alltså inget alltför aktuellt problem i Arduino.

Arbetning av Arduino-styrd dubbelriktad motor:

Användningen av denna 2-vägs motorstyrkrets är enkel. Båda stiften (2, 3) i Arduino förblir alltid höga.

När ingen tryckknapp trycks ned:

I det här fallet flyter ingen ström till basen av transistorn, därför förblir transistorn av (fungerar som en öppen brytare) på grund av vilken ingen ström flyter till reläspolen från Vin pin of Arduino.

När en tryckknapp trycks ned:

I det här fallet flyter viss ström till basen av transistorn genom att trycka på en tryckknapp som slår på den. Nu strömmar ström enkelt till reläspole från Vin-stift genom denna transistor som slår på detta relä (RELÄ A) och omkopplaren för detta relä kastas till INGET läge. Medan det andra reläet (RELÄ B) fortfarande är i NC-läge. Så ström strömmar från batteriets positiva terminal till negativa terminal genom motorn, dvs. strömmen flyter från relä A till relä B. Detta orsakar motorns rotation.

När du trycker på en annan tryckknapp:

Den här gången slår ett nytt relä på. Nu flyter ström lätt till reläspolen från Vin-stift genom transistorn som slår på detta relä (RELÄ B) och omkopplaren för detta relä kastas till INGET läge. Medan annat relä (RELÄ A) förblir i NC-läge. Så ström flyter från batteriets positiva terminal till batteriets negativa terminal genom motorn. Men den här gången strömmar ström från relä B till relä A. Detta orsakar moturs rotation av motorn

När båda tryckknapparna trycks in:

I detta fall strömmar strömmen till basen på båda transistorerna på grund av vilka båda transistorn slås på (fungerar som en sluten omkopplare). Och därmed är båda reläerna nu INGEN position. Så ström flyter inte från batteriets positiva terminal till negativa terminal genom motorn och därmed roterar den inte.

Styr hastigheten på likströmsmotorn:

Gate of MOSFET är ansluten till PWM-stift 6 i Arduino UNO. Mosfet slås på och av med hög PWM-frekvensspänning och eftersom motorn är ansluten i serie med avloppet för mosfet bestämmer PWM-värdet på spänningen motorns hastighet. Nu bestämmer spänningen mellan torkaranslutningen på potentiometern och Gnd PWM-spänningen vid stift nr 6 och när torkaranslutningen roteras ändras spänningen vid den analoga stiftet A0, vilket orsakar motorns hastighet.

Fullständig bearbetning av denna Arduino-baserade dubbelriktade motorhastighets- och riktningskontroll visas i videon nedan med Arduino-koden.