Arduino dc motor kelajuan dan kawalan arah menggunakan relay dan mosfet

Dalam projek ini kita mengawal arah dan kelajuan motor arus tinggi 24v menggunakan Arduino dan dua geganti. Tidak diperlukan suis kuasa untuk litar ini, hanya dua butang tekan dan di Potentiometer untuk mengawal arah dan kelajuan DC Motor. Satu butang tekan akan memutar motor mengikut arah jam dan yang lain akan memutarnya berlawanan arah jam. Satu saluran n-MOSFET diperlukan untuk mengawal kelajuan motor. Relay digunakan untuk menukar arah Motor. Ia menyerupai litar H-Bridge.

Komponen yang diperlukan:

1. Arduino Uno
2. Dua relay 12v (relay 5v juga boleh digunakan)
3. Dua transistor; BC547
4. Dua butang tekan
5. IRF540N
6. Perintang 10k
7. Sumber 24 volt
8. Potensiometer 10K
9. Tiga diod 1N4007
10. Menyambung wayar

Rajah dan Penjelasan Litar:

Litar Diagram Projek Kawalan Motor Bidirectional ini ditunjukkan dalam gambar di bawah. Buat sambungan sesuai dengannya:

• Sambungkan terminal kedua-dua geganti yang biasanya ditutup ke terminal positif bateri.
• Sambungkan terminal terbuka kedua-dua geganti ke terminal saliran MOSFET.
• Sambungkan sumber MOSFET ke terminal bateri negatif dan ke pin Ground of Arduino UNO.
• Terminal pintu masuk ke PWM pin 6 dari Arduino.
• Sambungkan perintang 10k dari pintu ke sumber dan dioda 1N4007 dari sumber ke saliran.
• Sambungkan motor di antara terminal relay tengah.
• Dari dua terminal yang tinggal, satu menuju ke pin Vin Arduino Uno dan yang lain ke terminal pemungut transistor (untuk setiap geganti).
• Sambungkan terminal pemancar kedua-dua transistor ke pin GND Arduino.
• Pin digital 2 dan 3 dari Arduino, masing-masing dalam siri dengan butang tekan, menuju ke pangkal transistor.
• Sambungkan diod merentas geganti tepat seperti yang ditunjukkan dalam gambar
• Sambungkan terminal akhir Potentiometer ke pin 5v dan pin Gnd Arduino masing-masing. Dan terminal pengelap ke pin A0.
• ** jika anda mempunyai dua bateri 12 v yang terpisah, sambungkan terminal positif satu bateri ke terminal negatif bateri lain dan gunakan dua terminal yang tersisa sebagai positif dan negatif.

Tujuan Transistor:

Pin digital Arduino tidak dapat membekalkan jumlah arus yang diperlukan untuk menghidupkan geganti 5v biasa. Selain itu kami menggunakan relay 12v dalam projek ini. Pin pin Arduino tidak dapat dengan mudah membekalkan arus sebanyak ini untuk kedua-dua geganti. Oleh itu transistor digunakan untuk mengalirkan arus dari pin Vin Arduino ke relay yang dikendalikan menggunakan butang tekan yang disambungkan dari pin digital ke terminal asas transistor.

Tujuan Arduino:

• Untuk memberikan jumlah arus yang diperlukan untuk menghidupkan geganti.
• Untuk menghidupkan transistor.
• Untuk mengawal Kecepatan Motor DC dengan Potentiometer menggunakan Pengaturcaraan. Periksa Kod Arduino yang lengkap di akhir.

Tujuan MOSFET:

MOSFET diperlukan untuk mengawal kelajuan motor. MOSFET dihidupkan dan dimatikan pada voltan frekuensi tinggi dan kerana motor dihubungkan secara bersiri dengan pengaliran MOSFET, nilai voltan PWM menentukan kelajuan motor.

Pengiraan Semasa:

Rintangan gegelung geganti diukur menggunakan multimeter yang berubah menjadi = 400 ohm

Pin pin Arduino memberikan = 12v

Jadi arus perlu menghidupkan geganti = 12/400 Amps = 30 mA

Sekiranya kedua-dua geganti diaktifkan, arus = 30 * 2 = 60 mA

** Pin pin Arduino dapat membekalkan arus maksimum = 200mA.

Oleh itu, tidak ada masalah semasa Arduino.

Kerja Motor Arduino Dwi-Arah:

Operasi litar Kawalan Motor 2 hala ini adalah mudah. Kedua-dua pin (2, 3) Arduino akan sentiasa tinggi.

Apabila tiada butang tekan ditekan:

Dalam kes ini tidak ada arus yang mengalir ke dasar transistor, oleh itu transistor tetap mati (bertindak seperti suis terbuka) kerana tidak ada arus yang mengalir ke gegelung geganti dari pin Vin dari Arduino.

Apabila satu butang tekan ditekan:

Dalam kes ini beberapa arus mengalir ke dasar transistor melalui butang tekan yang ditekan yang menghidupkannya. Kini arus mudah mengalir ke gegelung geganti dari pin Vin melalui transistor ini yang menghidupkan geganti ini (RELAY A) dan menghidupkan geganti ini dilemparkan ke kedudukan NO. Sementara geganti lain (RELAY B) masih dalam kedudukan NC. Jadi arus mengalir dari terminal positif bateri ke terminal negatif melalui motor, iaitu arus mengalir dari geganti A ke geganti B. Ini menyebabkan putaran motor mengikut arah jam.

Apabila butang tekan lain ditekan:

Kali ini geganti lain dihidupkan. Kini arus mudah mengalir ke gegelung geganti dari pin Vin melalui transistor yang menghidupkan geganti ini (RELAY B) dan menghidupkan geganti ini dilemparkan ke kedudukan NO. Sementara geganti lain (RELAY A) kekal dalam kedudukan NC. Jadi arus mengalir dari terminal positif bateri ke terminal negatif bateri melalui motor. Tetapi kali ini arus mengalir dari relay B ke relay A. Ini menyebabkan putaran motor berlawanan arah jam

Apabila kedua-dua butang tekan ditekan:

Dalam kes ini arus mengalir ke dasar kedua-dua transistor kerana kedua-dua transistor dihidupkan (bertindak seperti suis tertutup). Oleh itu kedua-dua geganti kini berada dalam kedudukan TIDAK. Jadi arus tidak mengalir dari terminal positif bateri ke terminal negatif melalui motor dan dengan itu tidak berpusing.

Mengawal Kelajuan Motor DC:

Gerbang MOSFET dihubungkan ke PWM pin 6 dari Arduino UNO. Mosfet dihidupkan dan dimatikan pada voltan frekuensi PWM tinggi dan kerana motor dihubungkan secara bersiri dengan pengaliran mosfet, nilai voltan PWM menentukan kelajuan motor. Sekarang voltan antara terminal pengelap potensiometer dan Gnd menentukan voltan PWM pada pin no 6 dan ketika terminal pengelap diputar, voltan pada pin analog A0 berubah menyebabkan perubahan pada kelajuan motor.

Selesai kerja kawalan Kelajuan dan Arah Motor Dua Arah Arduino ini ditunjukkan dalam Video di bawah dengan Kod Arduino.