Table of contents
Početnik ste s Dasduinom? Ili općenito s elektronikom? Određeni modul vam je zapeo za oko, ali ne znate kako ga koristiti? Ne brinite, HUM je tu za vas! Kako Koristiti Modul (HUM) je serija blog tutorijala Soldereda u kojoj ćete pronaći sve što vam je potrebno kako biste počeli raditi sa svojim omiljenim modulom. Tutorijali uključuju: tehničke karakteristike, princip rada, upute kako povezati modul s Dasduinom i osnovni kod. Sve ostalo prepušteno je vašoj mašti.
UVOD
Sigurno ste se već susreli s nekom vrstom DC motora. Znate da povezivanje pinova DC motora na izvor određenog napona rezultira rotacijom motora u jednu stranu. Također, ako zamijenimo pinove na motoru i spojimo izvor napajanja na obrnuti način, vidjet ćemo da se motor rotira u suprotnu stranu. Ova značajka motora je vrlo korisna, ali je komplicirano stalno ručno mijenjati pinove motora. Mora postojati elektronički sklop koji to može učiniti umjesto nas? Naravno da postoji. Odgovor je u sklopu H-mosta. Koristeći ga, možemo lako i sigurno promijeniti smjer rotacije motora. U nastavku ćemo detaljnije objasniti princip rada H-mosta.
Karakteristike:
• Maksimalna struja: –
• Maksimalni napon: –
• Upravljanje putem upravljačkih pinova A i B
KAKO RADI?
H-most je sklop koji se, u teoriji, sastoji od četiri prekidača spojena na određeno trošilo (npr. DC motor). Različite konfiguracije ovih prekidača mogu nam omogućiti kontrolu protoka struje u sklopu. Koristeći H-most, vrlo je jednostavno promijeniti polaritet na trošilu. Iako trošilo teoretski može biti što god želite, daleko najraširenija primjena H-mosta je za DC i koračne motore. Najčešće se koristi za upravljanje i promjenu smjera rotacije DC motora. H-most se također koristi u mnogim drugim primjenama kao što su DC/AC, AC/AC ili DC/DC pretvarači. Sklop H-mosta podsjeća na slovo H, i tako je dobio svoje ime.
Gornja slika predstavlja shematski prikaz H-mosta. Možemo vidjeti da se H-most sastoji od četiri MOSFET-a spojena na određeni način. Zbog nemogućnosti istovremenog prebacivanja između dva moguća stanja mosta, u sklop su dodane diode (uglavnom Schottkyjeve diode) kako bi se osiguralo istovremeno prebacivanje stanja i ograničila snaga protoka struje tijekom ovih kratkih perioda ugradnje, a da napon trošila ne bude previsok. Gornji kraj mosta spojen je na izvor napajanja (npr. bateriju), dok je donji kraj uzemljen. Osnovni princip rada H-mosta je vrlo jednostavan: ako su Q1 i Q4 uključeni, lijevi kabel motora bit će spojen na napajanje, a desni na uzemljenje. Struja teče kroz motor (tako reći) u smjeru naprijed, i osovina motora se počinje rotirati.
Ako su Q2 i Q3 uključeni, dogodit će se sasvim suprotno, motor se napaja u obrnutom smjeru, i osovina će se rotirati u suprotnom smjeru.
Nikada ne smijete zatvoriti Q1 i Q2 (ili Q3 i Q4) u isto vrijeme! Ako se to dogodi, stvara se izravna staza između napona napajanja i uzemljenja koja je vrlo niskog otpora, što u konačnici rezultira kratkim spojem. Kratki spoj može dovesti do uništenja H-mosta ili neke druge komponente u sklopu.
Tablica u nastavku prikazuje svaku moguću kombinaciju stanja prekidača i njihov ishod.
Potrebno je napomenuti da ovaj modul ima samo dva upravljačka pina (A i B) koji se koriste za upravljanje radom H-mosta. A pin je spojen na 2 MOSFET-a (Q1 and Q2) koji su zapravo jedan N-kanalni i jedan P-kanalni MOSFET. Razlog tome je eliminacija stanja u kojima su Q1 i Q2 istovremeno "uključeni". Kada N-kanalni MOSFET vodi struju, P-kanalni MOSFET ne vodi, što osigurava da u bilo kojem trenutku Q1 i Q2 nisu u istom stanju (više o MOSFET-ima ovdje). B pin je spojen na druga 2 MOSFET-a (Q3 and Q4) na isti način. To olakšava rad s modulom jer ne moramo paziti da slučajno ne izazovemo kratki spoj ili uništimo modul.
KAKO GA POVEZATI?
U nastavku ćemo prikazati povezivanje modula H-mosta s DC motorom kojim ćemo upravljati pomoću Dasduina. H-most sadrži nekoliko pinova:
VCC – Ulaz za vanjsko napajanje.
GND – Služi za spajanje minusa napajanja.
A – Upravljački pin za kontrolu rada H-mosta.
B – Drugi upravljački pin za kontrolu rada H-mosta.
OUTPUT x2 – Dva pina na koja spajamo trošilo (npr. DC motor).
Slika ispod prikazuje primjer ispravnog povezivanja H-mosta s Croduinom. Potrebno je napomenuti da su A i B pinovi modula spojeni na Croduino, dok je DC motor spojen na OUTPUT pinove. Nije važno koji je OUTPUT pin spojen na koji priključak DC motora, jer će se smjer rotacije odrediti u programu.
ARDUINO KOD
Nema potrebe za korištenjem nikakve biblioteke za upravljanje motorom pomoću modula H-mosta. Jednostavnim uključivanjem/isključivanjem A i B konektora pomoću funkcije digitalWrite(), pokrećemo motor. Motor će se rotirati samo kada je stanje pina A različito od stanja pina B. Kada su njihova stanja ista, A=B, to znači da smo doveli isti napon na oba priključka motora (npr. +5V ili -5V). Stoga, kada je pin A u stanju HIGH, a B u LOW, motor će se rotirati u jednom smjeru. Kada je pin A u stanju LOW, a pin B u HIGH, motor će se rotirati u suprotnom smjeru.
