Arduino電機晶元分類與驅動

2021-09-24 11:05:01 字數 3170 閱讀 5220

前言:

常用的是直流電機,因其良好的調速效能在電力拖動中得到了很好的應用。

驅動電機系統由驅動電機、驅動電機控制器(mcu)構成,通過高低壓線束、冷卻管路與整車其他系統連線(mcu主要依靠電流感測器、電壓感測器、溫度感測器來進行電機執行狀態的監測)

1.電機驅動晶元的選擇:

方案一:採用 l298n

l298n 是一種雙全橋步進電機專用驅動晶元( dual full-bridge driver ) , 內部包含 4 通道邏輯驅動電路, 是專門針對於二相和四相步進電機的一款驅動器, 它能夠在

同一時間調動兩個二相或者乙個四相的步進電機, 它的內部有兩個 h-bridge 的高電壓、 大電流雙全橋式驅動器, 用來接收標準 ttl 邏輯準位訊號, 能夠調動 46v、 2a 以下的步進電機, 且可以直接透過電源來調節輸出電壓; 它還能夠識別微控制器 io 埠傳來的模擬訊號, 但 io埠在智慧型小車中較為少見, 不過這一晶元的優點是造價低廉。

方案二:採用 lg9110

lg9110 對電路的整合度更高, 將各個電路集中在乙個晶元上, 能夠減少外部元件比例, 減少造價。 另外這種晶元有兩個通道可以進行輸入, 且兩個輸出端都能保持 750-800ma 較大電流通過, 峰值電流能力可達 1.5-2.0a, 從而保證了驅動能力, 提供更高的工作效率。 而它所具有的低輸出飽和壓降以及內建鉗位二極體釋放

感性負載的反向衝擊電流的功能, 又保證了在使用中安全性。 因此,

這種晶元作為積體電路器件已經普遍被用在玩具汽車電機驅動、 步進

電機驅動以及開關功率管等電路上。

第二種晶元在驅動能力上、 造價上, 還是使用的難易程度上都表現較為優秀

2.電機驅動模組(以lg9110為例)

電機驅動能讓小車實現的動作有前行、 倒退、 向左向右轉和停止。 我們在設計程式時, 為了使小車更加智慧型化, 把前行、 倒退、 向左向右轉和停止這些動作指令分別寫成了函式, 這樣每個子單元的工作只要執行相應的函式就能夠實現。 這樣做就節省了很大的程式空間。 比如說, 在寫入左轉函式時, 為了讓小車實現左轉的動作,僅給 p0.0-0.3賦值 0010 就能實現, 其他前行、 後退等動作只要改變對應的賦值就可以完成動作。 不過為了保險起見, 減少失誤, 我們可再寫入延遲函式, 防止指令執行過於迅速損害電機。

直流電機已經普遍應用於遙控車, 它有 2 個控制埠, 能夠根據接收的電平的異同來調整電機的工作。

p0.0~p0.3 電平的水平會影響直流電機m1、 m2 的轉向, 微控制器就是通過調控這幾個引腳的電平水平來調控電機的轉向。引腳的電平為 1010 時,m1、m2 正轉, 使小車往前走; 引腳電平為 0101 時,m1、m2 反轉, 使小車向後走; 引腳電平為 1001 或 0110 時, m1 和m2乙個正轉乙個反轉, 使得小車能夠向左向走。然而只以微控制器輸出的電壓來帶動小車形勢是完全不夠的, 其電壓太小, 不足以帶動小車持續執行,因此我們選取了一種合適的電動機晶元來彌補這個不足。 l9110 晶元在效能上表現秀, 且造價不貴, 又能夠很好地兼顧到小車本身的重量和電壓等其他要求。

l9110特點:

■ 低靜態工作電流;

■ 寬電源電壓範圍 2.5v-12v;

■ 每通道具有 800ma 連續電流輸出能力;

■ 較低的飽和壓降;

■ ttl/cmos 輸出電平相容, 可直接連線 cpu;

■ 輸出內建鉗位二極體, 適用於感性負載;

■ 控制和驅動整合於單片 ic 之中;

■ 具備管腳高壓保護功能;

2 個輸出腳與電機兩極相連, 2 個輸入腳與微控制器

相連, 它們共同協作調控電機工作。

3.l298n基本引數:

型別 : 全橋

輸入型別 : 非反相

輸出數 :4

電流-輸出/通道 :2a

電流-峰值輸出 :3a

電源電壓 :4.5 v ~ 46 v

工作溫度 :-25°c ~ 130°c

安裝型別 : 通孔

封裝/外殼 :multiwatt-15(垂直,彎曲和錯列引線)

**商裝置封裝 :15-multiwatt

包裝 :管件

器件型號 l298n

製造商 stmicroelectronics

產品型號 motion motor control

l298n 是一種雙h橋電機驅動晶元,其中每個h橋可以提供2a的電流,功率部分的供電電壓範圍是2.5-48v,邏輯部分5v供電,接受5vttl電平。一般情況下,功率部分的電壓應大於6v否則晶元可能不能正常工作。

4.半橋和全橋電路的區別:

半橋電路是兩個三極體或mos管組成的振盪,

全橋電路是四個三極體或mos管組成的振盪。

全橋電路不容易產生瀉流,而半橋電路在振盪轉換之間容易瀉有電流使波形變壞,產生干擾。

半橋電路成本底,電路容易形成,全橋電路成本高,電路相對複雜。

5.arduino 直流電機型別

dc motor 直流電機

servo motor 伺服電機

stepper motor 步進電機

直流電機(dc—direct current motor)通常只有兩個引線,乙個正極和乙個負極。如果將這兩根引線直接連線到電池,電機將旋轉。如果切換引線,電機將以相反的方向旋轉。

步進電機是無刷同步電機,它將完整的旋轉分成多個步驟。與無刷直流電機不同,當向其施加固定的直流電壓時,它將連續旋轉,步進電機以不連續的步進角旋轉。因此,步進電機被製造成具有每轉12,24,72,144,180和200的步長,從而產生每步30°,15°,5°,2.5°,2°和1.8°的步進角。步進電機可以有或沒有反饋控制。

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