Merancang driver motor 1,5V / 12V DC murah untuk siswa sekolah menengah


9

Saya memperkenalkan sirkuit listrik untuk siswa sekolah menengah kelas 9 sebagai bagian dari mata pelajaran teknik khusus. Para siswa tidak memiliki paparan sirkuit listrik sebelumnya.

Sebagai bagian dari modul ini saya ingin merancang driver motor untuk siswa untuk membangun, baik menggunakan papan tempat memotong roti atau besi solder. Pengemudi motor diperlukan untuk mengendarai beberapa barang-barang mekanis kemudian dalam kursus.

Motor yang dimaksud adalah motor hobi DC yang ditunjukkan di bawah ini. Pilihan saya digerakkan oleh harga (motor-motor ini dijual seharga $ 1 / ea pada saat clearance).

masukkan deskripsi gambar di sini

1.5VDC, 650 mA M-13-2270-1.5V

masukkan deskripsi gambar di sini

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

Persyaratan

Masalah saya adalah merancang driver motor DC dengan spesifikasi sebagai berikut:

  • Dua arah (drive maju dan mundur)
  • Kontrol dengan tombol push / sakelar. Baik sepasang tombol "maju / mundur", atau beralih arah "maju / mundur" dan tombol "pergi".
  • Drive salah satu dari dua jenis motor - 1.5VDC, 650 mA M-13-2270-1.5V atau 12 VDC, 650mA MF-26CS-18165-12.0V . Saya berencana untuk menggunakan motor 1.5V untuk menjalankan mekanisme diarahkan kecil, dan motor 12V sebagai "winch" untuk lift model.
  • Murah - kurang dari $ 5 untuk komponen. Lebih murah lebih baik. Ukuran kelas yang terdiri dari 30 siswa dapat dianggap, jadi saya dapat memesan bagian massal dalam banyak 50 atau 100 yang akan membantu dengan biaya.
  • Lebih disukai papan tempat memotong roti sehingga bagian-bagian dapat digunakan kembali untuk siswa tahun depan.

Solusi yang memungkinkan

Saya telah mempertimbangkan SN754410 Quad Half-H Bridge IC yang murah tersedia ($ 0,80 / ea dalam jumlah besar dari eBay, yaitu Hong Kong.) Namun ini memiliki tegangan output 4,5-36 VDC. Saya percaya ini dapat menyebabkan motor 1.5V mengeluarkan asap.

Di sisi lain, saya menganggap H-bridge yang dibangun dari transistor diskrit murah seperti 2N2222. Namun, saya tidak yakin dengan batas kekuatan jembatan-H seperti itu. Ini juga melibatkan setidaknya selusin bagian, yang mungkin agak sulit bagi siswa yang belum pernah berurusan dengan elektronik sebelumnya.

Masalah

Apa transistor, IC, atau komponen switching yang lain dapat saya gunakan untuk membangun sebuah motor DC drive yang menangani 1,5 & 12 VDC motor? Jika saya bisa mendapatkan ide tentang komponen utama, saya dapat merancang semua hal tambahan (switch, biasing resistor, apa pun yang Anda miliki) sendiri.

Itu harus murah (kita perlu 30 dari mereka) dan dapat dibangun oleh siswa kelas 9 dan guru mereka. (Saya bukan gurunya.)

Jika tegangan keluaran SN754410 dapat dikurangi agar ramah dengan motor 1.5VDC, itu akan menjadi cara yang sangat mudah untuk menyelesaikan masalah saya.


Saya sendiri memiliki sedikit pengalaman elektronik praktis tetapi saya bersedia RTFM jika diarahkan.

Sekolah dapat membuat PCB dasar pada mesin penggilingan jika diperlukan.


Apakah itu terutama harus menjadi jembatan H atau serupa? Saklar DPDT dapat membalikkan motor (cukup sambungkan salah satu ujungnya ke motor sebaliknya).
PeterJ

@ PeterJ: Tidak perlu jembatan-H, tidak. Apakah Anda ingin memposting "Gunakan saklar DPDT" sebagai jawaban dan kumpulkan upvote Anda?
Li-aung Yip

Untuk apa nilainya saya masih tertarik pada "jawaban elektronik" demi kepentingan. Terutama untuk perluasan ke case yang lebih maju di mana kontrol elektronik diinginkan. Mungkin ketika siswa masuk kelas 12 dan belajar bagaimana memprogram mikrokontroler ...
Li-aung Yip

Tidak masalah, jika Anda suka, tidak ada salahnya dengan tidak menerima jawaban saya untuk saat ini untuk melihat apa jawaban lain yang Anda dapatkan dalam hal itu. Kadang-kadang jika pertanyaan memiliki jawaban yang diterima mereka bisa diabaikan sedikit.
PeterJ

@PeterJ Tercatat Saya akan mengembalikannya nanti.
Li-aung Yip

Jawaban:


4

Salah satu cara sederhana adalah dengan menggunakan saklar DPDT menggunakan pengaturan berikut. Anda juga dapat memasukkan tombol setelah baterai jika diperlukan untuk operasi sesaat dan ada juga sakelar yang tersedia yang memiliki posisi tengah yang mati. Pastikan untuk menggunakan sakelar break-before-make sehingga Anda tidak mendapatkan celana pendek:

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab


Apakah diperlukan dioda atau snubber untuk mencegah percikan induktif di sakelar, atau bisakah ini diabaikan untuk motor 12V kecil seperti ini?
Li-aung Yip

@ Li-aungYip, itu mungkin ide yang bagus secara teknis tapi saya pikir pada kenyataannya itu bisa diabaikan baik karena motor yang relatif kecil plus mungkin itu adalah sesuatu yang tidak akan digunakan untuk jangka waktu yang sangat lama. Mungkin merupakan hal yang baik untuk memasukkan dari sudut pandang pendidikan menjelaskan mengapa mereka digunakan dan mengapa mereka penting dengan motor yang lebih besar (dan ketika didorong oleh transistor dll).
PeterJ

1

Saya mencari sesuatu yang mirip untuk robot yang dikendalikan mikro-controller yang perlu menggerakkan dua motor DC kecil yang saya percaya beroperasi pada sekitar 1.5V. Sampai saat ini saya hanya mengenal L293D (Dual H-bridge) yang dianggap sebagai driver motor tegangan rendah, tetapi tidak cukup rendah untuk aplikasi saya. Saya disarankan untuk melihat menggunakan driver MOSFET karena mereka dapat menangani tegangan yang lebih rendah. Untungnya, saya menemukan satu yang dapat menangani berbagai tegangan suplai dari 0 hingga 11 volt. Saya tidak tahu apakah saya terlambat pada pertanyaan ini atau tidak, tetapi Anda mungkin ingin melihat ke instrumen Texas DRV8835. Texas Instruments DRV8835

Ada driver motor pra-dibuat yang tersedia yang menggunakan sirkuit terintegrasi ini dan ada juga breakouts Anda bisa mendapatkan bahwa IC dapat disolder. Ini adalah paket yang relatif kecil sehingga akan jauh lebih mudah untuk papan tempat memotong roti jika sudah terpasang ke pelarian.

Sepertinya Ti menjual ini dengan harga 70 sen per unit, tetapi jika saya membaca dengan benar, itu dengan asumsi Anda membeli 1000 dari mereka. Ada kemungkinan vendor lain di luar sana yang akan menjualnya dalam jumlah yang lebih kecil. Semoga jawaban ini membantu.

Edit. Untuk menambahkan di atas, ketika saya sedang mencari solusi yang sama ketika saya menemukan utas ini, saya akhirnya menemukan paket 8835 sudah terpasang dan termasuk komponen penting lainnya lengkap dengan instruksi penggunaan di Pololu. Mereka akan seharga $ 4,49 masing-masing dan mendukung rentang tegangan dari 0 hingga 11 volt. Saya mengambil satu dan berhasil menerapkannya dalam robot kecil yang pas di telapak tangan saya digerakkan oleh dua motor DC kecil. unit ini mudah dihubungkan dan berfungsi dengan baik, Anda mungkin ingin memeriksanya. DRV8835 Pengangkut Driver Motor Ganda

Saya juga agak menggunakan utas di forum Arduino.cc sebagai laporan kemajuan saya, ada semacam gambar jelek dari robot saya (Sejauh ini) jika Anda penasaran. Robot kecil menggunakan driver 8835 Waspadalah gunakan zip-ties dan pita listrik. Ini adalah prorotype;)

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.