该直流电动机调速电路主要是一个555基于IC的PWM(脉冲宽度调制)电路开发克服恒定电压可变电压。在此说明PWM的方法。考虑一个如下图所示的简单电路。
如果按下按钮(如图所示),则电动机将开始旋转,并且它将一直运动,直到按下按钮为止。该按压是连续的,并且在第一波图中表示。如果在某种情况下,考虑按下按钮8ms并在10ms的周期内将其打开2ms,则在这种情况下,由于按钮仅按下8ms,电动机将无法承受9V的完整电池电压,因此RMS端子两端的电压电机将在7V左右。由于RMS电压降低,电动机将旋转,但速度降低。现在,平均接通时间为10ms =接通时间/(接通时间+断开时间),这称为占空比,为80%(8 /(8 + 2))。
在第二和第三种情况下,与第一种情况相比,按下按钮的时间更少。因此,电机端子上的RMS端子电压甚至进一步降低。由于电压降低,电动机转速甚至进一步降低。这种速度下降与占空比连续发生,直到电动机端子电压不足以使电动机转动为止。
因此,我们可以得出结论,PWM可用于改变电动机速度。
在继续之前,我们需要讨论H-BRIDGE。现在,该电路主要具有两个功能,一个是从低功率控制信号驱动直流电动机,另一个是改变直流电动机的旋转方向。
图1
图2
图3
众所周知,对于直流电动机,要改变旋转方向,就需要改变电动机电源电压的极性。因此,要改变极性,我们使用H桥。现在在上图1中,我们有四个开关。如图2所示,为了使电动机旋转,A1和A2关闭。因此,电流从右向左流过电动机,如图3的第二部分所示。现在考虑电动机顺时针方向旋转。现在,如果打开开关A1和A2,则关闭B1和B2。过电动机电流从左至右,如图1日图3。电流的流动方向与第一个相反,因此我们在电动机端子上看到的电位与第一个相反,因此电动机逆时针旋转。H-BRIDGE就是这样工作的。但是,低功率电机可以由H-BRIDGE IC L293D驱动。
L293D是设计用于驱动低功率直流电动机的H-BRIDGE IC,如图所示。该IC由两个H桥组成,因此可以驱动两个直流电动机。因此,该IC可用于根据微控制器的信号来驱动机器人的电机。
现在,如前所述,该IC具有更改直流电动机旋转方向的能力。这是通过控制INPUT1和INPUT2上的电压电平来实现的。
使能引脚 |
输入引脚1 |
输入引脚2 |
电机方向 |
高 |
低 |
高 |
右转 |
高 |
高 |
低 |
转左 |
高 |
低 |
低 |
停止 |
高 |
高 |
高 |
停止 |
因此,如上图所示,对于顺时针旋转,2A应该较高,而1A应该较低。同样,对于逆时针方向,1A应该为高,2A应该为低。
电路元件
- + 9v电源
- 小型直流电动机
- 555定时器IC
- 1K,100R电阻
- L293D集成电路
- 100K -220K预设或底池
- IN4148或IN4047 x 2
- 10nF或22nF电容器
- 开关
电路原理图
按照上面显示的直流电动机速度控制电路图,电路连接在试验板上。此处的电位器用于调节电动机的速度。该开关将改变电动机的旋转方向。此处的电容器不能为固定值。用户可以尝试使用它。
加工
通电后,555 TIMER会根据电位计电阻比生成占空比为PWM的信号。由于存在电位计和二极管对,因此电容器(触发输出)必须通过一组不同的电阻进行充电和放电,因此,电容器需要花费不同的时间进行充电和放电。由于当电容器充电时输出将为高,而当电容器放电时输出将为低,因此我们得到了高输出时间和低输出时间之间的差异,因此得到了PWM。
定时器的该PWM被馈送到L239D H桥的信号引脚以驱动直流电动机。随着PWM比率的变化,我们得到的RMS端子电压也变化,因此速度也变化。为了改变旋转方向,定时器的PWM连接到第二个信号引脚。