如何实现电机双向转数控制?这篇文章或许会给你一些启发

若何实现电机双向转数节制?这篇文章或许会给你一些启迪

在一次聚会时,一个玩模型的石友让我协助给他的儿子改装遥控汽车(可以坐小孩的那种)。听他的描述,他自己做的小车是用继电器节制提高和退却撤退的。速率始终处于定命状态,而电源也就应用4节1.5V的电池。爱好玩模型的他就想替换成功率更大年夜的锂电池。同时,必须应用更大年夜功率的电机。终极我准许帮他做一个,于是本文先容的小制作出生了。这个小制作在模型圈子里也称作可以正反扭转的“有刷电调”。

它有什么功能和感化?

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图1

它是一个可以节制电机转数的小制作,并且可以让电机在正和反两个偏向上都能获得节制。当节制摇杆在中心时,电机将会处于停滞状态。如图1所示,这是这个制作的最小事情情况。

图1中最右面的是寰宇飞4通道遥控器,左边发红光的是这个遥控器对应的接管机。锂电池在接管机上方,并且正在给电机节制器供电!电机节制器里有稳压芯片。可以把两三节串联的锂电池电压颠末转换、稳压,转换成5V的电压供应给接管机。接管机的4个通道分手由右边4个摇杆节制。当你改变某个摇杆的位置时,对应通道的输出也会发生改变。法度榜样经由过程读取连接在接管机那个通道的脉宽,响应改变PWM的高电平脉冲波长,来实现转数节制。法度榜样不多仅仅有几十行(一页都不到),信托大年夜家很轻易读懂。有不完善的地方,还请大年夜家自己改动了。

筹备元器件

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图2

制作所需元器件“合家福” 本制作应用的单片机仍旧是8个引脚的ATtiny13单片机,图2中编号为11的零件。

此中的两个PMOS管恰是实现电机正反转的主要部件,必弗成少。

MOS管分为增强型和耗尽型,它们的最大年夜差别在于默认的导通状态。增强型只有在“G”极有相对电压时才会导通。而耗尽型在“G”极没有相对电压时就已经处于导通状态。此次的制作应用的都是增强型MOS管,并且应用了PMOS和NMOS两种型号。PMOS在“G”极电压为0时导通,为“VCC”电压时截止。而NMOS在“G”极电压为0时截止,为“VCC”电压时导通。 下面是元器件清单表拿走不谢

制作历程详解

首先筹备好相宜大年夜小的万用板,假如太大年夜就剪裁一下。笔者怕麻烦就懒得弄了,你们可别向我进修!我先选择焊接轻易的大年夜器件。于是,第一步焊接好插针、插座和78M05(因为手头没有78M05,我用L7805CV替代)

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图3

焊接稳压芯L7805CV片对应的4个电容,当时结构想得不是很殷勤,导致了电容间没有足够的空间分散开,看上去太“慎密”了些。

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图4

原先是不用打孔的。因为我手头没有IN5819肖特基二极管,于是我应用了能够经由过程更高电流的IN5824。IN5824二极管的引脚可是比IN5819粗多了。这样,我就不得不先给万用板钻孔了。

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图5

接下来可以焊接肖特基二极管和贴片的场效应管了,焊接好场效应管后,用过锡飞线的措施焊接大年夜电流回路。

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图6

焊接好剩下的电阻以及舵机插头。着末,用4条绝缘导线连接4个MOS管的“G”极到单片机的引脚上。着末用螺丝刀把JST插头连接到2PIN的电气插座上。 苏息下,别急着上电。用万用表测试一下焊接有没有短路或断路。等反省完毕,再下载法度榜样,验证一下功能有没有问题(有示波器的话,可以查看一下单片机引脚的波形)。统统都OK的话,就可以用热熔胶固定轻易折损的部位。好好地享受应用它的乐趣吧。

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图7

制作到现在为止就大年夜功告成了

为了让文章更有营养

我抉择讲一下节制道理

节制道理解析

节制板经由过程标准的2.54mm舵机插头和接管机连接,接管来自接管机的旌旗灯号,再去节制响应的电机扭转。是以要先判断接管机发出的旌旗灯号才行。那么接管机输出的是如何的旌旗灯号呢?假如不清楚这个旌旗灯号,怎么读取并处置惩罚呢?着实,接管机输出的旌旗灯号是1~2ms脉宽的PWM(脉宽调制)波形,1~2ms的脉冲是高电平。而PWM旌旗灯号每过20ms(50Hz)更新一下新的旌旗灯号。这样,先经由过程读取接管机的旌旗灯号脉冲宽度,再节制好相对应的电机的导通光阴,就能节制转速了。

那么导通光阴又是若何节制的呢?

节制导通光阴是经由过程软PWM实现的。软PWM是经由过程法度榜样的要领实现高电平、低电平的持续光阴。相对应的硬PWM便是单片机自带有PWM单元。只要法度榜样向PWM单元的寄存器写入节制数据,PWM引脚就会自动输出波形。

ATtiny13有硬件PWM,为什么应用软PWM增添单片机的包袱和编写法度榜样的难度呢?

最初,当我要驱动较大年夜的电机时,MOS管发烫严重,很轻易烧坏。后来颠末查看资料,原本是我的PWM频率过高,使得MOS管处于放大年夜状态的次数也增多。这样,很多功耗就耗损在MOS管上了。那么对付资本不怎么富厚的ATtiny13,若何低落它的频率又能读取接管机的旌旗灯号呢?

想了几天都没办理这个问题。后来心一狠,法度榜样从新编写了。PWM不用硬件自带的了,用软件来实现。软PWM使得PWM的频率低落到200Hz阁下(原本为37.5kHz)。法度榜样写好后,电流较大年夜的电机公然也能安闲驱动,并且发烧严重问题也获得了有效办理。

要实现电机转数的节制,实际便是功率输出的节制。单片机的PWM输出和场效应管的栅极(G)连接。在法度榜样中,经由过程调剂NMOS管的占空比,来实现功率的增添或削减。这相称于在重复的光阴片段内,调剂了输出的5V电压占用的光阴比例。占用比例大年夜了,做功的光阴就长,电机转数自然就提升了。

上面说了那么多的PWM,那么什么是PWM呢?

PWM是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制。它是使用微处置惩罚器的输出来对模拟电路进行节制的一种技巧,广泛利用于丈量、通信、功率节制与变换等许多领域。此次的小制作就用到了数据变换(摇杆的位置与脉冲的宽度相对应)和功率节制(脉冲的宽度和功率的大年夜小相对应)。

下面是本制作的道理图,对付有电路根基的人应该很简单,我就不多讲了。

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电路道理图

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