Розробіть дешевий драйвер двигуна постійного струму 1,5 В / 12 В для учнів середньої школи


9

Я впроваджую електричні схеми для учнів 9 класу як частину спеціального інженерного предмета. Студенти не мають попереднього впливу електричних ланцюгів.

У рамках цього модуля я хочу розробити драйвер двигуна для студентів, який будуватиме, використовуючи дошку або паяльник. Пізніший драйвер двигуна потрібен для того, щоб пізніше рухатись механічними каракулями.

Мотори, про які йдеться, - це мотори хобі постійного струму, показані нижче. Мій вибір визначається ціною (ці мотори збираються за $ 1 / еа на розмитнення.)

введіть тут опис зображення

1,5В постійного струму, 650 мА М-13-2270-1,5В

введіть тут опис зображення

12 В постійного струму, 650 мА MF-26CS-18165-12.0V

Вимоги

Моя проблема полягає в розробці драйверів двигуна постійного струму відповідно до таких специфікацій:

  • Двосторонній (вперед і назад)
  • Керування за допомогою кнопок / тумблерів. Або пара кнопок "вперед / назад", або перемикання напрямку "вперед / назад" та кнопка "йти".
  • Привід будь-якого з двох видів двигуна - 1,5 В постійного струму, 650 мА M-13-2270-1,5 В або 12 В постійного струму, 650mA MF-26CS-18165-12,0V . Я планую використовувати двигуни потужністю 1,5 В для приведення в дію малих механізмів, а двигун 12 В - як лебідка для ліфта моделі.
  • Дешево - менше 5 доларів частинами. Дешевше - краще. Можна припустити розмір класу в 30 учнів, тому я можу замовити об'ємні деталі партіями 50 або 100, що повинно допомогти у витратах.
  • Бажано, щоб деталі мали можливість використовувати їх для студентів наступного року.

Можливі рішення

Я розглянув SN754410 Quad Half-H Bridge IC, який є недорогим (0,80 дол. США / е. Оптом від eBay, тобто Гонконгу.). Я вважаю, що це може призвести до того, що мотор 1,5 В буде виділяти дим.

З іншого боку, я вважав Н-міст, побудований з дешевих дискретних транзисторів, таких як 2N2222. Однак я не впевнений у межі потужності такого Н-мосту. Він також включає щонайменше десяток частин, що може бути дещо складним для студентів, які ніколи раніше не займалися електронікою.

Проблема

Які транзистори, ІС або інші компоненти комутації я можу використовувати для створення двигуна постійного струму, що працює з двигунами 1,5 і 12 В постійного струму? Якщо я можу скласти уявлення про основні компоненти, я можу сам спроектувати всі допоміжні речі (вимикачі, зміщення резисторів, що у вас є).

Це повинно бути дешевим (нам потрібно 30) і будуватись учнями 9 класу та їхнім викладачем. (Я не вчитель.)

Якщо вихідна напруга SN754410 могла бути знижена, щоб бути зручною для двигуна 1,5 В постійного струму, це був би дуже простий спосіб вирішити мою проблему.


У мене дуже мало практичного досвіду з електроніки, але я готовий до RTFM, якщо буде спрямований.

Школа може виготовити основні друковані плати на фрезерному верстаті, якщо потрібно.


Це особливо повинно бути мостом H або подібним? Перемикач DPDT може обертати двигун (просто підключіть будь-який кінець до двигуна навпаки).
PeterJ

@PeterJ: Це не потрібно, щоб це був H-міст, ні. Чи хотіли б ви написати "Використовувати перемикач DPDT" як відповідь та збирати свої підсумки?
Li-aung Yip

Оскільки це вартує, мене все ще цікавить "відповідь на електроніку" заради інтересів. В основному для розширення до більш розвиненого випадку, коли бажано електронне керування. Можливо, коли учні
доїдуть

Немає проблем, якщо вам подобається, що немає нічого поганого в тому, щоб не прийняти мою відповідь на даний момент, щоб побачити, які інші відповіді ви отримаєте з цього приводу. Іноді, якщо на запитання є прийнята відповідь, їх можна трохи ігнорувати.
PeterJ

@PeterJ Помічено. Я поверну його пізніше.
Li-aung Yip

Відповіді:


4

Одним із простих способів було б використання перемикача DPDT, використовуючи наступне розташування. Ви також можете включити кнопку після батареї, якщо це потрібно для миттєвої роботи, а також є перемикачі, у яких центральне положення вимкнено. Просто переконайтеся, що використовуєте перемикач перед виконанням, щоб у вас не було шортів:

схематичний

імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab


Чи потрібен діод або снуд для запобігання індуктивного іскроутворення в комутаторі, чи це можна ігнорувати для таких маленьких 12В двигунів?
Li-aung Yip

@ Li-aungYip, це, напевно, технічно гарна ідея, але я думаю, що насправді це можна ігнорувати як через відносно невеликі двигуни, так і, мабуть, це те, що не буде використовуватися протягом дуже тривалого періоду часу. Можливо, було б добре включити, хоча з точки зору освіти, пояснення, чому вони використовуються і чому вони важливі при великих двигунах (і коли приводяться в рух транзисторами тощо).
PeterJ

1

Я шукаю щось подібне для роботи з мікроконтролером, якому потрібно керувати двома крихітними двигунами постійного струму, які, на мою думку, працюють близько 1,5 В. До недавнього часу я був лише знайомий з L293D (подвійний H-міст), який вважається драйвером двигуна низької напруги, але недостатньо низьким для мого застосування. Мені порадили вивчити використання драйвера MOSFET, оскільки вони можуть працювати з меншими напругами. На щастя, я знайшов такий, який може працювати з діапазоном напруг живлення від 0 до 11 вольт. Я не знаю, чи запізнився я з цим питанням чи ні, але ви, можливо, захочете заглянути в техаські інструменти DRV8835. Texas Instruments DRV8835

Існують заздалегідь зроблені драйвери двигуна, які використовують цю інтегральну схему, а також існують пробиви, до яких можна припаяти ІС. Це порівняно невеликий пакет, тому його було б набагато простіше, якщо він уже прикріплений до прориву.

Схоже, Ті продає їх по 70 копійок за одиницю, але якщо я читаю правильно, то припускаю, що ви купуєте 1000 з них. Ймовірно, інші продавці там продають їх у меншій кількості. Сподіваюся, що ця відповідь допомогла.

Редагувати. Щоб додати вищесказане, коли я шукав подібне рішення, коли знайшов цю тему, я знайшов уже встановлений пакет 8835, включаючи інші необхідні компоненти в комплекті з інструкціями щодо використання в Pololu. Вони збираються по 4,59 долара кожен і підтримують діапазон напруги від 0 до 11 вольт. Я взяв один і успішно реалізував його в крихітному роботі, який поміщається в долоні, керованому двома крихітними двигунами постійного струму. цей пристрій легко підключити, і він чудово працює, ви можете перевірити його. DRV8835 Носій драйвера драйвера двигуна

Я також дещо використовую тему на форумі Arduino.cc як мій звіт про хід, є якась потворна картина мого робота (поки що), якщо вам цікаво. Крихітний робот з використанням драйвера 8835 Обережно використовуйте блискавки та електричну стрічку. Це проротип;)

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.