고등학생을위한 저렴한 1.5V / 12V DC 모터 드라이버 설계


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저는 전공 공학 과목의 일환으로 9 학년 고등학생들에게 전기 회로를 소개하고 있습니다. 학생들은 전기 회로에 사전 노출이 없습니다.

이 모듈의 일부로 학생들이 브레드 보드 또는 납땜 인두를 사용하여 만들 수있는 모터 드라이버를 설계하고 싶습니다. 모터 드라이버는 코스 후반에 일부 기계식 doodad를 구동하는 데 필요합니다.

해당 모터는 아래 그림과 같은 DC 취미 모터입니다. 내 선택은 가격에 의해 결정됩니다 (이 모터는 통관시 1 달러에 판매됩니다).

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

1.5VDC, 650mA M-13-2270-1.5V

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

12VDC, 650mA MF-26CS-18165-12.0V

요구 사항

내 문제는 다음 사양에 따라 DC 모터 드라이버를 설계하는 것입니다.

  • 양방향 (정방향 및 역방향 드라이브)
  • 푸시 버튼 / 토글 스위치로 제어합니다. 한 쌍의 "정방향 / 역방향"버튼 또는 "정방향 / 역방향"방향 토글 및 "이동"버튼.
  • 1.5VDC , 650mA M-13-2270-1.5V 또는 12VDC, 650mA MF-26CS-18165-12.0V 의 두 종류의 모터 중 하나를 구동 하십시오 . 1.5V 모터를 사용하여 소형 기어 메커니즘을 작동시키고 12V 모터를 모델 엘리베이터의 "윈치"로 사용할 계획입니다.
  • 저렴-부품 5 달러 미만 저렴할수록 좋습니다. 30 명으로 구성된 학급 규모가 추정 될 수 있으므로 50 ~ 100 개 정도의 대량 부품을 주문할 수 있으며 비용이 많이 듭니다.
  • 바람직하게는 브레드 보드가 가능하므로 내년 학생들이 부품을 재사용 할 수 있습니다.

가능한 해결책

저렴한 가격으로 구입할 수있는 SN754410 쿼드 하프 -H 브리지 IC (eBay, 즉 홍콩에서 $ 0.80 / ea)를 고려했지만 출력 전압은 4.5-36VDC입니다. 1.5V 모터가 연기를 발생시킬 수 있다고 생각합니다.

다른 한편으로, 나는 2N2222와 같은 저렴한 이산 트랜지스터로 만들어진 H 브리지를 고려했습니다 . 그러나 그러한 H- 브리지의 전력 제한에 대해서는 확실하지 않습니다. 또한 12 개 이상의 부품이 필요하기 때문에 전자 제품을 다루지 않은 학생들에게는 조금 어려울 수 있습니다.

문제

1.5 및 12 VDC 모터를 처리하는 DC 모터 드라이브를 구축하기 위해 어떤 트랜지스터, IC 또는 기타 스위칭 구성 요소를 사용할 수 있습니까? 주요 구성 요소에 대한 아이디어를 얻을 수 있다면 모든 보조 재료 (스위치, 바이어 싱 저항, 무엇을 가지고 있는지)를 직접 디자인 할 수 있습니다.

저렴해야하며 (30 명 필요) 9 학년 학생과 교사가 만들 수 있어야합니다. (나는 선생님이 아닙니다.)

SN754410의 출력 전압을 1.5VDC 모터와 친숙하게 줄일 수 있다면 문제를 해결하는 매우 쉬운 방법입니다.


나는 실질적인 전자 경험이 거의 없지만 지시가 있다면 RTFM에 기꺼이 동의합니다.

학교는 필요한 경우 밀링 머신에서 기본 PCB를 만들 수 있습니다.


특히 H 브리지 또는 이와 유사한 것이어야합니까? DPDT 스위치는 모터를 반전시킬 수 있습니다 (단, 모터의 한쪽 끝을 다른 방향으로 연결하면됩니다).
PeterJ

@PeterJ : H- 브리지 일 필요는 없습니다. 답변으로 "DPDT 스위치 사용"을 게시하고 투표를 수집 하시겠습니까?
Li-aung Yip

그만한 가치가 있기 때문에 저는 여전히 관심을 끌기위한 "전자 답변"에 관심이 있습니다. 전자 제어가 필요한 고급 케이스로의 확장을 위해 주로 사용됩니다. 학생들이 12 학년에 도착하여 마이크로 컨트롤러를 프로그래밍하는 방법을 배울 때 ...
Li-aung Yip

문제가 없습니다. 원하는 경우 다른 답변이 무엇인지 볼 수있는 순간 내 답변을 수락하지 않는 것이 아무 문제가 없습니다. 때로는 질문에 대답이 있으면 조금 무시해도됩니다.
PeterJ

@PeterJ 주목했습니다. 나중에 다시 넣겠습니다.
Li-aung Yip

답변:


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간단한 방법 중 하나는 다음 배열을 사용하여 DPDT 스위치를 사용하는 것입니다. 순간 작동에 필요한 경우 배터리 뒤에 푸시 버튼을 포함시킬 수 있으며 중앙 위치가 꺼져있는 스위치도 사용할 수 있습니다. 단락이 발생하지 않도록 break-before-make 스위치를 사용하십시오.

개략도

이 회로 시뮬레이션CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도


스위치에서 유도 스파크를 방지하기 위해 다이오드 또는 스 너버가 필요합니까, 아니면 이와 같은 소형 12V 모터의 경우이를 무시할 수 있습니까?
Li-aung Yip

@ Li-aungYip, 아마도 기술적으로 좋은 아이디어 일 것입니다. 그러나 실제로는 비교적 작은 모터 때문에 무시할 수 있다고 생각합니다. 아마도 오랫동안 사용되지 않을 것입니다. 교육적인 관점에서 왜 그것들을 사용하고 왜 더 큰 모터에서 (그리고 트랜지스터에 의해 구동 될 때) 중요한지를 설명하는 것이 좋을 것입니다.
PeterJ

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나는 약 1.5v에서 작동한다고 믿는 두 개의 작은 DC 모터를 구동 해야하는 마이크로 컨트롤러 구동 로봇과 비슷한 것을 찾고 있습니다. 최근까지 저전압 모터 드라이버로 간주되는 L293D (Dual H-bridge)에 익숙했지만 내 용도로는 충분히 낮지 않았습니다. 저전압을 처리 할 수있는 MOSFET 드라이버를 사용하는 것이 좋습니다. 운 좋게도 0에서 11 볼트의 공급 전압 범위를 처리 할 수있는 것을 발견했습니다. 이 질문에 너무 늦었는지 여부는 알 수 없지만 Texas Instruments DRV8835를 살펴보십시오. 텍사스 인스트루먼트 DRV8835

이 집적 회로를 사용하는 사전 제작 된 모터 드라이버가 있으며 IC를 납땜 할 수있는 브레이크 아웃도 있습니다. 비교적 작은 패키지이므로 이미 브레이크 아웃에 연결되어 있으면 브레드 보드를 만드는 것이 훨씬 쉽습니다.

Ti가 이것들을 단위당 70 센트로 팔고있는 것처럼 보이지만, 제가 올바르게 읽고 있다면 1000 개를 구매한다고 가정합니다. 더 적은 수량으로 판매 할 다른 공급 업체가있을 수 있습니다. 이 답변이 도움이 되었기를 바랍니다.

편집하다. 위의 내용을 추가하기 위해이 스레드를 찾을 때 비슷한 솔루션을 찾고 있었기 때문에 Pololu에서 사용 지침이 완료 된 다른 필수 구성 요소를 포함하여 이미 장착 된 8835 패키지를 찾았습니다. 그들은 각각 $ 4.49에 가고 0에서 11 볼트의 전압 범위를 지원합니다. 나는 하나를 집어 들고 두 개의 작은 DC 모터로 구동되는 손바닥에 맞는 작은 로봇에서 성공적으로 구현했습니다. 이 장치는 연결하기 쉽고 훌륭하게 작동합니다. 확인하고 싶을 수도 있습니다. DRV8835 듀얼 모터 드라이버 캐리어

또한 진행 보고서로 Arduino.cc 포럼의 스레드를 사용하고 있습니다. 궁금한 점이 있다면 지금까지 로봇에 대한 추악한 그림이 있습니다. 8835 드라이버를 사용하는 작은 로봇 지퍼 타이 및 전기 테이프 사용에주의하십시오. 그것은 프로토 타입이다;)

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