H-Bridge di Breadboard: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:59

H-Bridge adalah rangkaian yang dapat menggerakkan motor maju dan mundur. Ini bisa menjadi sirkuit yang sangat sederhana yang hanya membutuhkan beberapa komponen untuk dibangun. Instruksi ini menunjukkan cara membuat papan tempat memotong roti di H-Bridge dasar. Setelah selesai, Anda akan terbiasa dengan pengoperasian dasar H-Bridge dan siap untuk beralih ke versi yang lebih rumit yang dapat mendukung motor yang lebih besar dan lebih bertenaga.

Langkah 1: Mengumpulkan Bagian

Hanya beberapa bagian yang diperlukan.1) Papan roti2) Motor DC kecil yang mampu beroperasi pada ~7 volt3) Baterai 9 volt dan snap baterai4) Empat transistor NPN sinyal kecil. Kami menggunakan 2N2222A di sini. 2N3904 adalah nomor bagian umum lainnya dan ribuan lainnya akan melakukannya.5) Empat resistor 22k ohm6) Dua sakelar tombol tekan7) Jumper atau kabel cadangan untuk menghubungkan semuanya

Langkah 2: Teori H-Bridge

H-Bridge adalah rangkaian yang dapat menggerakkan motor DC maju dan mundur. Arah motor diubah dengan mengubah polaritas tegangan untuk memutar motor satu arah atau yang lain. Hal ini mudah ditunjukkan dengan menerapkan baterai 9 volt ke kabel motor kecil dan kemudian mengganti terminal untuk mengubah arah. H-Bridge diberi nama berdasarkan rangkaian dasar yang menunjukkan operasinya. Rangkaian ini terdiri dari empat sakelar yang melengkapi rangkaian ketika diterapkan secara berpasangan. Ketika sakelar S1 dan S4 ditutup, motor mendapat daya dan berputar. Ketika S2 dan S3 ditutup motor mendapat tenaga dan berputar ke arah lain. Perhatikan bahwa S1 dan S2 atau S3 dan S4 tidak boleh ditutup bersama untuk menghindari korsleting. Jelas saklar fisik tidak praktis karena tidak ada yang akan duduk di sana membalik saklar berpasangan untuk membuat robot mereka bergerak maju atau mundur. Di situlah transistor masuk. Transistor bertindak sebagai sakelar solid state yang menutup ketika arus kecil diterapkan ke basisnya. Karena hanya arus kecil yang diperlukan untuk mengaktifkan transistor, kami dapat menyelesaikan setengah rangkaian dengan satu sinyal. Cukup teori untuk memulai, jadi mari kita mulai membangun.

Langkah 3: Menghidupkan H-Bridge

Kita akan mulai dengan meletakkan kabel listrik. Hubungkan snap baterai Anda ke salah satu sudut bus daya. Konvensinya adalah menghubungkan tegangan positif ke baris atas dan negatif ke baris bawah untuk masing-masing menunjukkan sinyal TINGGI dan RENDAH. Kami kemudian menghubungkan set bus daya atas dan bawah.

Langkah 4: Transistor Sebagai Saklar

Langkah selanjutnya adalah mengatur transistor. Ingat di bagian teori bahwa kita memerlukan empat sakelar untuk membangun H-Bridge, jadi kita akan menggunakan keempat transistor di sini. Kami juga terbatas pada tata letak papan tempat memotong roti sehingga rangkaian yang sebenarnya tidak akan menyerupai huruf H. Mari kita lihat transistor untuk memahami aliran arus. Ada tiga kaki pada setiap transistor yang dikenal sebagai kolektor, basis, dan emitor. Tidak semua transistor berbagi urutan yang sama jadi pastikan untuk berkonsultasi dengan lembar data jika Anda tidak menggunakan salah satu nomor bagian yang disebutkan pada langkah pertama. Ketika arus kecil diterapkan ke basis, arus lain yang lebih besar dibiarkan mengalir dari kolektor ke emitor. Itu penting jadi saya akan mengatakannya lagi. Sebuah transistor memungkinkan arus kecil untuk mengontrol arus yang lebih besar. Dalam hal ini emitor harus selalu terhubung ke ground. Perhatikan bahwa aliran arus diwakili oleh panah kecil pada gambar di bawah.

Langkah 5: Beralih Polaritas

Sekarang kita akan meletakkan transistor di bagian bawah papan tempat memotong roti, membalik orientasi untuk setiap transistor lainnya. Setiap pasangan transistor yang berdekatan akan berfungsi sebagai setengah dari H-Bridge. Ruang yang cukup perlu dibiarkan di tengah agar sesuai dengan beberapa jumper dan akhirnya memimpin motor. Selanjutnya kita akan menghubungkan kolektor dan emitor transistor ke bus daya positif dan negatif masing-masing. Terakhir kita akan menambahkan jumper yang akan terhubung ke lead motor. Transistor sekarang siap untuk melewatkan arus ketika basis diaktifkan.

Langkah 6: Menerapkan Sinyal

Kita perlu menerapkan arus kecil ke masing-masing transistor berpasangan. Pertama kita perlu menghubungkan resistor ke basis masing-masing transistor. Selanjutnya kita akan menghubungkan setiap rangkaian resistor ke titik yang sama sebagai persiapan untuk menghubungkan sakelar. Kemudian kita akan menambahkan dua sakelar yang juga terhubung ke bus positif. Sakelar ini akan mengaktifkan setengah dari H-Bridge pada satu waktu. Dan akhirnya kami menghubungkan motor. Itu dia. Hubungkan baterai Anda dan uji sirkuit Anda. Motor harus berputar satu arah ketika satu tombol ditekan dan berlawanan arah ketika tombol lainnya ditekan. Kedua tombol tidak boleh diaktifkan secara bersamaan.

Langkah 7: Mendapatkan Gambaran yang Jelas

Berikut diagram rangkaian lengkap jika Anda ingin menyimpannya untuk referensi. Grafik aslinya adalah milik Oomlout.

Langkah 8: Lebih Banyak Kekuatan untuk Ya

Oke, jadi Anda memiliki H-Bridge baru yang mengkilap di papan tempat memotong roti. Sekarang apa? Yang penting adalah Anda memahami cara kerja H-Bridge dasar dan esensinya sama tidak peduli seberapa besar daya yang Anda dorong. Berikut adalah beberapa tip untuk melangkah lebih jauh guna mendukung motor yang lebih besar dan tenaga yang lebih besar. - Anda dapat menggunakan Pulse Width Modulation (PWM) sebagai pengganti dua sakelar untuk mengontrol kecepatan motor. Ini mudah bila Anda memiliki mikrokontroler yang Anda inginkan dan juga dapat dilakukan dengan IC timer 555 atau 556 dan beberapa pasif tanpa terlalu banyak kesulitan. - Kunci untuk mendukung motor daya yang lebih tinggi adalah transistor daya yang lebih tinggi. Transistor daya menengah dan MOSFET Daya dalam casing TO-220 dapat menangani daya yang jauh lebih besar daripada transistor TO-92 daya rendah yang kami gunakan di sini. Heatsink yang tepat juga akan meningkatkan kapasitas. - Sebagian besar H-Bridge dibangun menggunakan transistor NPN dan PNP untuk mencegah korsleting dan mengoptimalkan aliran arus. Kami hanya menggunakan NPN di sini untuk menyederhanakan rangkaian. - Dioda flyback biasanya digunakan pada H-Bridge berdaya tinggi untuk melindungi rangkaian lainnya dari tegangan berbahaya yang dihasilkan oleh kumparan motor saat daya terputus. Dioda ini diterapkan melintasi transistor ke arah aliran arus dan menahan tegangan balik EMF yang berbahaya ini. - TIP 102 dan TIP 107 adalah sepasang transistor daya komplementer yang telah dibangun di dioda flyback. TIP 122/127 dan 142/147 adalah pasangan transistor daya yang serupa. Itu seharusnya cukup untuk menempatkan Anda ke arah yang benar jika Anda ingin terus melanjutkan.