Przedstawiam obwody elektryczne uczniom szkół średnich klasy 9 w ramach dedykowanego przedmiotu inżynierskiego. Studenci nie mieli wcześniejszego kontaktu z obwodami elektrycznymi.

W ramach tego modułu chcę zaprojektować sterownik silnika, który uczniowie mogą zbudować, używając płyty pilśniowej lub lutownicy. Sterownik silnika jest potrzebny do prowadzenia niektórych mechanicznych baz danych w dalszej części kursu.

Silniki, o których mowa, to silniki hobby DC pokazane poniżej. Mój wybór jest uzależniony od ceny (te silniki kosztują 1 USD / szt. Za odprawę).

1,5 V DC , 650 mA M-13-2270-1,5 V.

12 VDC, 650 mA MF-26CS-18165-12.0 V.

Wymagania

Moim problemem jest zaprojektowanie sterownika silnika prądu stałego zgodnie z następującymi specyfikacjami:

• Dwukierunkowy (do przodu i do tyłu)
• Sterowanie za pomocą przycisków / przełączników. Albo para przycisków „do przodu / do tyłu”, albo przełącznik „do przodu / do tyłu” i przycisk „idź”.
• Napęd na dwa rodzaje silnika - 1.5VDC, 650 mA M-13-2270-1.5V lub 12 VDC, 650mA MF-26CS-18165-12.0V . Planuję wykorzystać silniki 1,5 V do uruchomienia małych mechanizmów przekładniowych, a silnik 12 V jako „wciągarkę” dla windy modelowej.
• Tani - mniej niż 5 USD na części. Tańsze jest lepsze. Można założyć klasę liczącą 30 uczniów, więc mogę zamówić części masowe w ilości 50 lub 100, co powinno pomóc w obniżeniu kosztów.
• Najlepiej nadające się do układania płyty, aby części mogły być ponownie wykorzystane dla studentów w przyszłym roku.

Możliwe rozwiązania

Rozważyłem układ mostka Quad Half-H SN754410, który jest tanio dostępny (0,80 USD / szt. Hurtowo z serwisu eBay, tj. Hongkong.) Jednak ma on napięcie wyjściowe 4,5-36 VDC. Uważam, że może to spowodować wydzielanie dymu przez silnik 1,5 V.

Z drugiej strony rozważałem mostek H zbudowany z tanich dyskretnych tranzystorów, takich jak 2N2222. Nie jestem jednak pewien, jakie są granice mocy takiego mostka H. Obejmuje również co najmniej kilkanaście części, co może być nieco trudne dla studentów, którzy nigdy wcześniej nie mieli do czynienia z elektroniką.

Problem

Jakich tranzystorów, układów scalonych lub innych elementów przełączających mogę użyć do zbudowania napędu na prąd stały, który obsługuje silniki 1,5 i 12 VDC? Jeśli mogę zorientować się w głównych komponentach, mogę sam zaprojektować wszystkie elementy pomocnicze (przełączniki, oporniki oporowe, co masz).

Musi być tani (potrzebujemy 30 z nich) i budowany przez uczniów klasy 9 i ich nauczyciela. (Nie jestem nauczycielem.)

Jeśli napięcie wyjściowe SN754410 mogłoby zostać zmniejszone, aby było przyjazne dla silnika 1,5 V DC, byłby to bardzo łatwy sposób rozwiązania mojego problemu.

Ja sam mam bardzo mało praktycznego doświadczenia z elektroniką, ale chętnie skorzystam z RTFM, jeśli zostanie to skierowane.

W razie potrzeby szkoła może wykonać podstawowe płytki PCB na frezarce.

Jednym prostym sposobem byłoby użycie przełącznika DPDT w następujący sposób. Możesz również dołączyć przycisk za baterią, jeśli jest to wymagane do chwilowej pracy, a także dostępne są przełączniki, które mają pozycję środkową, która jest wyłączona. Upewnij się, że używasz przełącznika „break-before-make”, aby nie dostać żadnych szortów:

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Szukam czegoś podobnego do robota sterowanego mikrokontrolerem, który musi napędzać dwa małe silniki prądu stałego, które moim zdaniem działają przy napięciu około 1,5 V. Do niedawna znałem tylko L293D (podwójny mostek H), który jest uważany za sterownik silnika niskonapięciowego, ale niewystarczająco niski dla mojej aplikacji. Poradzono mi, aby skorzystać ze sterownika mosfet, ponieważ mogą one obsługiwać niższe napięcia. Na szczęście znalazłem taki, który może obsłużyć zakres napięć zasilania od 0 do 11 woltów. Nie wiem, czy spóźniłem się na to pytanie, czy nie, ale może warto zajrzeć do instrumentów Texas DRV8835. Texas Instruments DRV8835

Dostępne są gotowe sterowniki silników, które wykorzystują ten układ scalony, a także pęknięcia, do których można wlutować układ scalony. Jest to stosunkowo niewielka paczka, więc o wiele łatwiej byłoby mieć makietę, jeśli jest już przymocowana do pęknięcia.

Wygląda na to, że Ti sprzedaje je po 70 centów za sztukę, ale jeśli dobrze czytam, to zakładam, że kupujesz ich 1000. Prawdopodobnie istnieją inni dostawcy, którzy będą sprzedawać je w mniejszej ilości. Mam nadzieję, że ta odpowiedź pomogła.

Edytować. Aby dodać do powyższego, ponieważ szukałem podobnego rozwiązania, gdy znalazłem ten wątek, znalazłem już pakiet 8835 już zamontowany i zawierający inne niezbędne elementy wraz z instrukcją użytkowania w Pololu. Idą za 4,49 USD każdy i utrzymują zakres napięcia od 0 do 11 woltów. Podniosłem jeden i z powodzeniem wdrożyłem go w małym robocie, który mieści się w mojej dłoni napędzany dwoma małymi silnikami prądu stałego. to urządzenie było łatwe do podłączenia i działa świetnie, możesz chcieć to sprawdzić. DRV8835 Dual Motor Driver Driver

Używam też wątku na forum Arduino.cc w moim raporcie o postępach, jest coś w rodzaju brzydkiego zdjęcia mojego robota (do tej pory), jeśli jesteś ciekawy. Mały robot korzystający ze sterownika 8835 Uważaj na suwaki i taśmę elektryczną. To prorotyp;)