ເຈົ້າເຮັດໃຫ້ DC Motor ກ້າວໄປໜ້າ ແລະ ປີ້ນຄືນໄດ້ແນວໃດ?

ມໍ ເຕີ DC ແມ່ນຫນຶ່ງໃນອົງປະກອບທີ່ຈໍາເປັນທີ່ສຸດໃນລະບົບໄຟຟ້າແລະເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ຕ້ອງການການເຄື່ອນໄຫວຫມຸນ. ບໍ່ວ່າຈະຢູ່ໃນຫຸ່ນຍົນ, ອັດຕະໂນມັດ, ຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ, ຫຼືເຄື່ອງໃຊ້ໃນເຮືອນ, ຄວາມສາມາດໃນການເຮັດໃຫ້ ມໍເຕີ DC ໝູນໄປຂ້າງຫນ້າແລະປີ້ນຄືນ ແມ່ນສໍາຄັນ. ຄວາມເຂົ້າໃຈໃນການຄວບຄຸມທິດທາງຂອງການຫມຸນແມ່ນພື້ນຖານສໍາລັບວິສະວະກອນ, ນັກວິຊາການ, ຫຼື hobbyist ເຮັດວຽກກັບມໍເຕີ.

ໃນຄູ່ມືລາຍລະອຽດນີ້, ພວກເຮົາຈະອະທິບາຍ ວິທີການເຮັດໃຫ້ a ມໍເຕີ DC ແລ່ນໄປຂ້າງຫນ້າແລະຖອຍຫລັງ , ກວມເອົາ ວິທີການສາຍ, ການຕັ້ງຄ່າວົງຈອນ, ຫຼັກການ H-bridge, ແລະຍຸດທະສາດການຄວບຄຸມ . ໃນທີ່ສຸດ, ທ່ານຈະມີຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງສົມບູນກ່ຽວກັບວິທີການຄວບຄຸມທິດທາງຂອງມໍເຕີ DC ຢ່າງມີປະສິດທິພາບແລະປອດໄພ.

ຄວາມເຂົ້າໃຈພື້ນຖານຂອງການຫມຸນ DC Motor

ມໍ ເຕີ DC (ມໍເຕີໃນປະຈຸບັນໂດຍກົງ) ແມ່ນອຸປະກອນກົນຈັກໄຟຟ້າທີ່ປ່ຽນ ພະລັງງານໄຟຟ້າເປັນພະລັງງານກົນຈັກ ໂດຍຜ່ານການໂຕ້ຕອບຂອງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກແລະກະແສໄຟຟ້າ. ການ ຫມຸນ ຂອງ shaft ຂອງມໍເຕີເປັນຜົນມາຈາກ ກໍາລັງໄຟຟ້າ ທີ່ສ້າງຂຶ້ນພາຍໃນມໍເຕີໃນເວລາທີ່ປະຈຸບັນໄຫຼຜ່ານ windings ຂອງຕົນ.

1. ຫຼັກການການເຮັດວຽກຂອງການຫມຸນ DC Motor

ຫຼັກການພື້ນຖານທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫລັງ ການດໍາເນີນງານ ຂອງມໍເຕີ DC ແມ່ນ ກົດລະບຽບຊ້າຍມືຂອງ Fleming . ມັນລະບຸວ່າເມື່ອຕົວນໍາສົ່ງກະແສໄຟຟ້າຖືກວາງຢູ່ໃນສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, ມັນຈະປະສົບກັບ ຜົນບັງຄັບໃຊ້ກົນຈັກ . ທິດທາງຂອງຜົນບັງຄັບໃຊ້ນີ້ກໍານົດ ທິດທາງການຫມຸນ ຂອງແຂນຂອງມໍເຕີ (rotor).

• ຂະ ຫນາດ ຂອງຜົນບັງຄັບໃຊ້ແມ່ນຂຶ້ນກັບ ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງຈໍານວນພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ , ຂອງປະຈຸບັນ , ແລະ ຄວາມຍາວຂອງ conductor ພາຍໃນພາກສະຫນາມ.

• ທິດ ທາງ ຂອງພືດຫມູນວຽນມີການປ່ຽນແປງໃນເວລາທີ່ ທິດທາງໃນປະຈຸບັນ ໂດຍຜ່ານການ winding armature ແມ່ນປີ້ນກັບກັນ.

ຄວາມສຳພັນນີ້ສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ຄື:

ສະໜາມແມ່ເຫຼັກ + ກະແສໄຟຟ້າ = ການເຄື່ອນໄຫວ (ແຮງບິດ)

2. ອົງປະກອບທີ່ມີອິດທິພົນຕໍ່ການຫມຸນມໍເຕີ

ເພື່ອເຂົ້າໃຈວິທີການ DC motor rotates, ມັນເປັນສິ່ງສໍາຄັນທີ່ຈະກໍານົດອົງປະກອບຕົ້ນຕໍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ:

• Armature (Rotor): ພາກສ່ວນຫມຸນຂອງມໍເຕີທີ່ແຮງໄຟຟ້າ (EMF) ຖືກກະຕຸ້ນ.

• Field Windings (Stator): ຜະລິດສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, ໂດຍຜ່ານແມ່ເຫຼັກຖາວອນຫຼື coils ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ.

• Commutator: ເປັນສະຫຼັບກົນຈັກທີ່ປີ້ນກັບທິດທາງປະຈຸບັນຜ່ານທໍ່ armature ເພື່ອຮັກສາການຫມຸນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.

• ແປງ: ຕິດຕໍ່ພົວພັນກາກບອນຫຼື graphite ທີ່ໂອນກະແສຈາກວົງຈອນພາຍນອກໄປຫາ commutator rotating.

• ການສະຫນອງພະລັງງານ: ສະຫນອງກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງທີ່ຂັບເຄື່ອນການເຮັດວຽກຂອງມໍເຕີ.

ເມື່ອໃຊ້ແຮງດັນໄຟຟ້າ, ກະແສໄຟຟ້າໄຫຼຜ່ານແປງເຂົ້າໄປໃນ windings armature, ສ້າງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທີ່ມີປະຕິສໍາພັນກັບສະຫນາມ stator. ປະຕິສໍາພັນນີ້ສ້າງແຮງບິດ, ເຮັດໃຫ້ rotor ປັ່ນ.

3. ທິດທາງຂອງການຫມຸນ

ທິດ ທາງຂອງການຫມຸນ ຂອງ a ມໍເຕີ DC ແມ່ນຂຶ້ນກັບ ສອງປັດໃຈຕົ້ນຕໍ :

1. Polarity ຂອງແຮງດັນການສະຫນອງ

2. ທິດທາງຂອງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ

ໂດຍ ການປີ້ນກັບຂົ້ວ ຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ກັບຫົວມໍເຕີ, ທິດທາງໃນປະຈຸບັນໃນສາຍແຂນປ່ຽນແປງ, ເຊິ່ງກົງ ກັນຂ້າມກັບທິດທາງຂອງແຮງບິດ..

ດັ່ງນັ້ນ, motor rotates ໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ.

ຕົວຢ່າງ:

• ຖ້າຈຸດ A1 ເຊື່ອມຕໍ່ກັບທາງບວກ (+) ແລະ A2 ກັບລົບ (–), ມໍເຕີຈະຫມຸນໄປ ຂ້າງຫນ້າ..

• ຖ້າການເຊື່ອມຕໍ່ຖືກປີ້ນກັບ ( A2 ຫາ + ແລະ A1 ຫາ –), ມໍເຕີຈະຫມຸນ ກັບຄືນ.

4. ບົດບາດຂອງ Commutator ໃນການຮັກສາການຫມຸນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ

ໃນ motors DC brushed, commutator ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການຮັບປະກັນວ່າ torque ສະເຫມີປະຕິບັດໃນທິດທາງການຫມຸນດຽວກັນ, ເຖິງແມ່ນວ່າ coils armature ຈະຜ່ານຕໍາແຫນ່ງທີ່ແຕກຕ່າງກັນພາຍໃນພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ.

• ເມື່ອ armature ຫັນ, commutator ປີ້ນກັບທິດທາງປະຈຸບັນ ໂດຍຜ່ານແຕ່ລະ coil ໃນເວລາທີ່ຖືກຕ້ອງ.

• ການປີ້ນກັບກັນນີ້ຮັບປະກັນ ຜົນບັງຄັບໃຊ້ຂອງ armature ຄົງທີ່ໃນທິດທາງດຽວ, ເຮັດໃຫ້ ການຫມຸນກ້ຽງແລະຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ..

ໂດຍບໍ່ມີການສະຫຼັບອັດຕະໂນມັດນີ້, armature ຈະຢຸດຫຼັງຈາກເຄິ່ງຫນຶ່ງຂອງລ້ຽວເນື່ອງຈາກວ່າກໍາລັງຂອງ coils ຈະຍົກເລີກເຊິ່ງກັນແລະກັນ.

5. ປັດໄຈທີ່ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມໄວການຫມຸນຂອງມໍເຕີ DC

ຄວາມ ໄວຂອງການຫມຸນ ຂອງ a ມໍເຕີ DC ແມ່ນຂຶ້ນກັບຕົວກໍານົດການຈໍານວນຫນຶ່ງ:

• ແຮງດັນໄຟຟ້າ (V): ແຮງດັນທີ່ສູງຂຶ້ນຈະເພີ່ມກະແສໄຟຟ້າ ແລະຄວາມໄວຂອງແຂນ.

• Armature Resistance (Ra): ຄວາມຕ້ານທານທີ່ໃຫຍ່ກວ່າຈໍາກັດການໄຫຼຂອງປະຈຸບັນ, ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມໄວ.

• ຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ (Φ): ພາກສະຫນາມທີ່ເຂັ້ມແຂງເພີ່ມ torque ແຕ່ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມໄວ.

• Load Torque: ການໂຫຼດທີ່ຫນັກຫນ່ວງການຫມຸນຊ້າລົງຍ້ອນການຕໍ່ຕ້ານກົນຈັກເພີ່ມຂຶ້ນ.

ໃນທາງຄະນິດສາດ, ຄວາມໄວຂອງມໍເຕີ (N) ສາມາດສະແດງອອກເປັນ:

N∝V−IaRaΦN propto rac{V - I_aR_a}{Φ}

N∝ΦV−IaRa

ບ່ອນທີ່:

• V = ແຮງດັນການສະໜອງ

• Ia = ປະຈຸບັນ Armature

• Ra = ການຕໍ່ຕ້ານ Armature

• Φ = ກະແສແມ່ເຫຼັກຕໍ່ເສົາ

ສົມຜົນນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ຄວາມໄວສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ ໂດຍການປັບແຮງດັນ, ຄວາມຕ້ານທານຂອງແຂນ, ຫຼືປະຈຸບັນພາກສະຫນາມ.

6. ຕົວຢ່າງພາກປະຕິບັດ

ຖ້າ ມໍເຕີ DC 12V ເຊື່ອມຕໍ່ກັບການສະຫນອງໃນທາງບວກກັບ terminal A1 ແລະລົບກັບ A2, ມັນຈະຫມຸນຕາມເຂັມໂມງ.

ຖ້າ​ຫາກ​ວ່າ​ທ່ານ​ປີ້ນ​ກັບ​ການ​ສະ​ຫນອງ — ເປັນ​ບວກ​ກັບ A2 ແລະ​ລົບ​ກັບ A1 — ມັນ​ຈະ​ຫມຸນ counterclockwise​.

ຫຼັກການການປ່ຽນແປງຂົ້ວໂລກແບບງ່າຍດາຍນີ້ແມ່ນສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ ມໍເຕີ DC ທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການ ການເຄື່ອນໄຫວສອງທິດທາງ , ເຊັ່ນ: ລໍ້ຫຸ່ນຍົນ , ເຄື່ອງກະຕຸ້ນໄຟຟ້າ , ແລະ ລະບົບລໍາລຽງ..

7. ສະຫຼຸບ

ສະຫລຸບລວມແລ້ວ, ການຫມຸນຂອງມໍເຕີ DC ແມ່ນຄວບຄຸມໂດຍການໂຕ້ຕອບລະຫວ່າງ ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກແລະກະແສໄຟຟ້າ , ການຜະລິດ torque ໃນ armature. ທິດ ທາງຂອງການຫມຸນ ສາມາດປີ້ນກັບກັນໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍໂດຍ ການປ່ຽນຂົ້ວ ຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ນໍາໃຊ້ຫຼືການປ່ຽນແປງທິດທາງຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ. ການເຂົ້າໃຈພື້ນຖານເຫຼົ່ານີ້ເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການປະຕິບັດ ລະບົບການຄວບຄຸມມໍເຕີ ທີ່ມີປະສິດທິພາບ , ຮັບປະກັນການດໍາເນີນງານທີ່ລຽບງ່າຍແລະເຊື່ອຖືໄດ້ທັງໃນທິດທາງຂ້າງຫນ້າແລະດ້ານຫລັງ.

ວິທີການເຮັດໃຫ້ DC Motor ໄປຂ້າງຫນ້າແລະປີ້ນກັບກັນ

ມີຫຼາຍວິທີທີ່ຈະປີ້ນກັບທິດທາງຂອງມໍເຕີ DC. ແຕ່​ລະ​ວິ​ທີ​ການ​ແມ່ນ​ຂຶ້ນ​ກັບ ​ຄໍາ​ຮ້ອງ​ສະ​ຫມັກ , ​ຄວາມ​ສັບ​ສົນ​ຂອງ​ການ​ຄວບ​ຄຸມ ​, ແລະ ​ຄວາມ​ຕ້ອງ​ການ​ພະ​ລັງ​ງານ.

1. Manual Polarity Reversal

ວິ​ທີ​ທີ່​ງ່າຍ​ທີ່​ສຸດ​ແມ່ນ ​ການ​ແລກ​ປ່ຽນ polarity ຂອງ​ການ​ສະ​ຫນອງ​ພະ​ລັງ​ງານ ​ທີ່​ເຊື່ອມ​ຕໍ່​ກັບ terminals motor ໄດ້​.

ໂດຍທາງຮ່າງກາຍ reversing ການເຊື່ອມຕໍ່, ທ່ານສາມາດເຮັດໃຫ້ motor rotate ໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ.

ຂັ້ນຕອນ:

• ເຊື່ອມຕໍ່ແຫຼ່ງພະລັງງານ DC ກັບ terminals ມໍເຕີ (A1 ແລະ A2).

• ສັງເກດເບິ່ງທິດທາງການຫມຸນ.

• ປີ້ນສາຍໄຟ — ເຊື່ອມຕໍ່ນໍາທາງບວກກັບ A2 ແລະນໍາທາງລົບໄປຫາ A1.

• ໃນປັດຈຸບັນ motor ຈະ rotate ໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ.

ຂໍ້ດີ:

• ງ່າຍ​ດາຍ​ຫຼາຍ​ແລະ​ລາ​ຄາ​ຖືກ​.

• ບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກເພີ່ມເຕີມ.

ຂໍ້ເສຍ:

• ບໍ່ເຫມາະສົມສໍາລັບອັດຕະໂນມັດ.

• ບໍ່ສະດວກສໍາລັບການຄວບຄຸມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຫຼືການສະຫຼັບຄວາມໄວສູງ.

2. ການນໍາໃຊ້ປຸ່ມ Double Pole Double Throw (DPDT).

ແມ່ນ ສະຫຼັບ DPDT ຫນຶ່ງໃນວິທີທົ່ວໄປທີ່ສຸດທີ່ຈະປີ້ນກັບ a ມໍເຕີ DC ໂດຍບໍ່ມີການປ່ຽນສາຍດ້ວຍຕົນເອງ. ທິດທາງຂອງ ມັນເຮັດຄືກັບ ລະບົບການປີ້ນກັບຂົ້ວໄຟຟ້າ.

ສາຍໄຟ DPDT Switch:

• ເຊື່ອມຕໍ່ ປ່ຽງມໍເຕີ (A1 ແລະ A2) ກັບຈຸດສູນກາງຂອງສະວິດ DPDT.

• ເຊື່ອມຕໍ່ ການສະຫນອງພະລັງງານໃນທາງບວກແລະທາງລົບ ກັບ terminals ພາຍນອກໃນລັກສະນະ crisscross (ທາງບວກຢູ່ຂ້າງຫນຶ່ງ, ລົບໃນອີກດ້ານຫນຶ່ງ).

• ເມື່ອທ່ານພິກສະວິດໃນທິດທາງດຽວ, ຂົ້ວແມ່ນປົກກະຕິ - ມໍເຕີແລ່ນໄປຂ້າງຫນ້າ.

• ເມື່ອ​ເຈົ້າ​ພິກ​ມັນ​ໄປ​ທາງ​ອື່ນ, ຂົ້ວ​ໂລກ​ສະ​ຫຼັບ — ມໍ​ເຕີ​ແລ່ນ​ໄປ​ຂ້າງ​ຫຼັງ.

ຜົນປະໂຫຍດ:

• ງ່າຍທີ່ຈະປະຕິບັດ.

• ສະຫນອງການຄວບຄຸມທິດທາງຄູ່ມື.

• ເຫມາະສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກມໍເຕີ DC ຂະຫນາດນ້ອຍເຊັ່ນລົດຮຸ່ນຫຼືພັດລົມ.

ຂໍ້ຈຳກັດ:

• ການດໍາເນີນງານດ້ວຍມືເທົ່ານັ້ນ.

• ບໍ່ເຫມາະສົມສໍາລັບລະບົບອັດຕະໂນມັດຫຼື microcontroller-based.

3. ການນໍາໃຊ້ວົງຈອນ H-Bridge

ສໍາລັບ ການຄວບຄຸມອັດຕະໂນມັດ ຂອງທິດທາງ motor, ວົງຈອນ H-bridge ແມ່ນວິທີການປະສິດທິພາບຫຼາຍທີ່ສຸດແລະຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ມັນອະນຸຍາດ ໃຫ້ຄວບຄຸມເອເລັກໂຕຣນິກ ຂອງທິດທາງໃນປະຈຸບັນໂດຍຜ່ານມໍເຕີໂດຍໃຊ້ສະຫຼັບຫຼື transistors.

ຂົວ H ແມ່ນຫຍັງ?

H -Bridge ແມ່ນການຈັດລຽງຂອງ ສີ່ສະຫຼັບເອເລັກໂຕຣນິກ (ກົນຈັກ, transistor, ຫຼື MOSFETs) ທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ກະແສສາມາດໄຫຼໄປໃນທິດທາງໃດໂດຍຜ່ານມໍເຕີ. ການຕັ້ງຄ່າຄ້າຍຄືກັບຕົວອັກສອນ 'H' , ດ້ວຍມໍເຕີສ້າງຂົວລະຫວ່າງສອງຂາຕັ້ງ.

ມັນເຮັດວຽກແນວໃດ:

• ເມື່ອ ສະວິດ S1 ແລະ S4 ເປີດຢູ່, ກະແສໄຟຟ້າໄຫຼຈາກຊ້າຍໄປຂວາ → ມໍເຕີໝູນໄປ ຂ້າງໜ້າ.

• ເມື່ອ ສະວິດ S2 ແລະ S3 ເປີດຢູ່, ກະແສໄຟຟ້າຈະໄຫຼຈາກຂວາໄປຊ້າຍ → ມໍເຕີໝູນ ໃນດ້ານປີ້ນ..

• ເມື່ອສະວິດທັງໝົດຖືກປິດ, ມໍເຕີຈະຢຸດ.

• ການເປີດສະວິດທັງສອງດ້ານເທິງ ຫຼືລຸ່ມພ້ອມໆກັນ ບໍ່ ຄວນ ເກີດຂຶ້ນ, ເພາະວ່າມັນຈະເຮັດໃຫ້ເກີດ ມີວົງຈອນ.

ແອັບພລິເຄຊັນ:

• ຫຸ່ນຍົນ ແລະລະບົບອັດຕະໂນມັດ.

• ພາຫະນະໄຟຟ້າ.

• ຂັບ motor ອຸດສາຫະກໍາ.

• ລະບົບໄມໂຄຄອນຄວບຄຸມ (Arduino, Raspberry Pi, ແລະອື່ນໆ).

ຕົວຢ່າງວົງຈອນລວມ (ICs):

• L293D

• L298N

• SN754410

ICs ເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ການອອກແບບ H-bridge ງ່າຍໂດຍການລວມຕົວຄວບຄຸມ logic ແລະການປົກປ້ອງ, ອະນຸຍາດໃຫ້ microcontrollers ສົ່ງສັນຍານເຫດຜົນ ເພື່ອປ່ຽນທິດທາງ motor ແລະຄວາມໄວ.

4. Reversing DC Motor ໂດຍໃຊ້ Relay

Relay ກົນຈັກໄຟຟ້າ ຍັງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປີ້ນກັບ a ມໍເຕີ DC . ທິດທາງຂອງ Relays ເຮັດວຽກຄືກັບສະວິດທີ່ມີການຄວບຄຸມເອເລັກໂຕຣນິກ, ເຫມາະສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພະລັງງານຂະຫນາດກາງ.

ຫຼັກ​ການ​ເຮັດ​ວຽກ​:

ສອງ SPDT (Single Pole Double Throw) Relay ສາມາດຖືກຕັ້ງຄ່າໃນແບບທີ່ຫນຶ່ງຈັດການກັບ ທິດທາງຂ້າງຫນ້າ ແລະອີກ ທິດທາງຫນຶ່ງປີ້ນກັບກັນ..

ໂດຍການກະຕຸ້ນຫນຶ່ງ relay ໃນເວລານັ້ນ, ການໄຫຼຂອງປະຈຸບັນໂດຍຜ່ານ motor ໄດ້ປ່ຽນທິດທາງ.

ຂໍ້ດີ:

• ການຄວບຄຸມໄຟຟ້າທີ່ໂດດດ່ຽວ.

• ສາມາດຈັດການກັບກະແສໄຟຟ້າທີ່ສູງກວ່າເມື່ອທຽບໃສ່ກັບລະບົບ transistor.

• ເຂົ້າກັນໄດ້ກັບຜົນຜະລິດ microcontroller.

ຂໍ້ເສຍ:

• ກົນຈັກສວມໃສ່ ແລະ tear ໃນໄລຍະເວລາ.

• ການສະຫຼັບຊ້າກວ່າເມື່ອປຽບທຽບກັບອຸປະກອນລັດແຂງ.

5. ການນໍາໃຊ້ Motor Drivers ແລະ Microcontrollers

ໃນລະບົບທີ່ທັນສະໄຫມ, ໂມດູນໄດເວີມໍເຕີ ຖືກນໍາໃຊ້ພ້ອມກັບ microcontrollers ເພື່ອຄວບຄຸມທັງຄວາມໄວແລະທິດທາງຂອງ DC motor s programmatically.

ໂມດູນໄດເວີມໍເຕີຍອດນິຍົມ:

• ໂມດູນໄດເວີມໍເຕີ L298N

• L293D Motor Driver Shield

• DRV8833 Dual Motor Driver

ມັນເຮັດວຽກແນວໃດ:

• ໄດເວີໄດ້ຮັບການປ້ອນຂໍ້ມູນຕາມເຫດຜົນ (ເຊັ່ນ: HIGH ຫຼື LOW) ຈາກໄມໂຄຄອນຄວບຄຸມ.

• ອີງຕາມການປະສົມປະສານຂອງວັດສະດຸປ້ອນ, ມັນປ່ຽນແປງຂົ້ວທີ່ນໍາໃຊ້ກັບຫົວມໍເຕີ.

• ຕົວຢ່າງ:

• IN1 = HIGH , IN2 = LOW → Motor rotates ໄປຂ້າງຫນ້າ.

• IN1 = LOW , IN2 = HIGH → Motor rotates reverse.

• ທັງ LOW → ມໍເຕີ ຢຸດ.

• ທັງ HIGH → ຫ້າມລໍ້ ມໍເຕີ ດ້ວຍເອເລັກໂຕຣນິກ.

ການຄວບຄຸມຕົວຢ່າງການນໍາໃຊ້ Arduino:

int in1 = 8; int in2 = 9; void setup() { pinMode(in1, OUTPUT);   pinMode(in2, OUTPUT); } void loop() { // Forward rotation digitalWrite(in1, HIGH);   digitalWrite(in2, ຕ່ຳ);   ຊັກຊ້າ(2000);   // ຢຸດ digitalWrite(in1, LOW);   digitalWrite(in2, ຕ່ຳ);   ຊັກຊ້າ(1000);   // Reverse rotation digitalWrite(in1, LOW);   digitalWrite(in2, HIGH);   ຊັກຊ້າ(2000); }

ຕົວ​ຢ່າງ​ລະ​ຫັດ​ງ່າຍ​ດາຍ​ນີ້​ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ວິ​ທີ​ການ ​ສະ​ຫຼັບ​ທິດ​ທາງ motor ອັດ​ຕະ​ໂນ​ມັດ​ໃນ​ວົງ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້ Arduino board​.

ຂໍ້ຄວນລະວັງເມື່ອປີ້ນກັບມໍເຕີ DC

ການປີ້ນການຫມຸນຂອງ ມໍເຕີ DC ອາດຈະເບິ່ງຄືວ່າງ່າຍດາຍ - ພຽງແຕ່ປີ້ນກັບຂົ້ວຂອງແຮງດັນ - ແຕ່ໃນທາງປະຕິບັດ, ມັນຕ້ອງເຮັດ ຢ່າງລະມັດລະວັງແລະຖືກຕ້ອງ ເພື່ອປ້ອງກັນ ຄວາມເສຍຫາຍ ກົນຈັກ , ທາງ , ຫຼື ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງອົງປະກອບ . ບໍ່ວ່າທ່ານຈະເຮັດວຽກກັບເຄື່ອງຈັກອະດິເລກຂະໜາດນ້ອຍ ຫຼືເຄື່ອງຈັກລະດັບອຸດສາຫະກຳ, ການເຂົ້າໃຈຂໍ້ຄວນລະວັງທີ່ຖືກຕ້ອງຈະຮັບປະກັນ ທີ່ປອດໄພ , ປະສິດທິພາບ ແລະ ໃຊ້ງານ ໄດ້ຍາວນານ .

ຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນຂໍ້ຄວນລະວັງຫຼັກ ແລະວິທີປະຕິບັດທີ່ດີທີ່ສຸດ ທີ່ຈະປະຕິບັດຕາມເມື່ອປີ້ນກັບ a ມໍເຕີ DC.

1. ຫຼີກເວັ້ນການປີ້ນກັບກັນທັນທີ

ຫນຶ່ງໃນຂໍ້ຄວນລະວັງທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດແມ່ນ ຢ່າປີ້ນກັບຂົ້ວໃນທັນທີ ໃນຂະນະທີ່ມໍເຕີຍັງແລ່ນຢູ່ໃນຄວາມໄວເຕັມ.

ໃນເວລາທີ່ motor ແມ່ນ spinning, rotor ຂອງຕົນມີ inertia ກົນຈັກ ແລະ ພະລັງງານ kinetic ເກັບຮັກສາໄວ້ . ຖ້າຫາກວ່າຂົ້ວການສະຫນອງໄດ້ຖືກປີ້ນກັບກັນຢ່າງກະທັນຫັນ, ທິດທາງໃນປະຈຸບັນຂອງ armature ປ່ຽນແປງຢ່າງກະທັນຫັນ, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດ:

• ສູງ ແຮງບິດຕ້ານທານ , ເຊິ່ງສາມາດ ເຮັດໃຫ້ຄວາມກົດດັນຫຼືຄວາມເສຍຫາຍຂອງ rotor ແລະ shaft.

• ​ຫຼາຍ​ເກີນ​ໄປ ມີ​ຮວງ​ໃນ​ປັດ​ຈຸ​ບັນ ​, ອາດ​ຈະ​ເປັນ ​ການ​ເຜົາ​ໄຫມ້​ແປງ​ຫຼື windings.

ການປະຕິບັດທີ່ປອດໄພ:

ສະເຫມີອະນຸຍາດໃຫ້ມໍເຕີ ມາຢຸດຢ່າງສົມບູນ ກ່ອນທີ່ຈະປ່ຽນທິດທາງ, ຫຼືໃຊ້ ວົງຈອນເບກ ເພື່ອເຮັດໃຫ້ມັນຊ້າລົງເທື່ອລະກ້າວກ່ອນທີ່ຈະປ່ຽນຂົ້ວ.

2. ໃຊ້ Flyback ຫຼື Freewheeling Diodes

ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າຜ່ານມໍເຕີຖືກລົບກວນຢ່າງກະທັນຫັນຫຼືກັບຄືນ, ລັກສະນະ inductive ຂອງ windings ສາມາດສ້າງ ແຮງໄຟຟ້າກັບຄືນໄປບ່ອນສູງ (ກັບຄືນ EMF) . ແຮງດັນໄຟຟ້ານີ້ສາມາດ ທໍາລາຍອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກ , ໂດຍສະເພາະ transistors ຫຼື microcontrollers ໃນວົງຈອນຄວບຄຸມ.

ການແກ້ໄຂ:

ຕິດຕັ້ງ flyback diodes (ຍັງເອີ້ນວ່າ diodes freewheeling) ໃນທົ່ວ terminals motor ໄດ້.

diodes ເຫຼົ່ານີ້ສະຫນອງເສັ້ນທາງທີ່ປອດໄພສໍາລັບປະຈຸບັນໃນເວລາທີ່ການປ່ຽນແປງຂົ້ວ, ປົກປ້ອງວົງຈອນຈາກແຮງດັນໄຟຟ້າແຮງດັນ.

ຕົວຢ່າງ:

• ໃຊ້ diode 1N4007 ສໍາລັບມໍເຕີແຮງດັນຕ່ໍາ.

• ໃຊ້ diodes ການຟື້ນຕົວໄວ ສໍາລັບລະບົບຄວບຄຸມຄວາມໄວສູງຫຼື PWM.

3. ຮັບປະກັນການປະເມີນຄ່າກະແສໄຟຟ້າ ແລະແຮງດັນທີ່ຖືກຕ້ອງ

ທຸກໆສະວິດ, ຣີເລ, transistor, ຫຼືໄດເວີມໍເຕີໃນວົງຈອນຂອງທ່ານຕ້ອງໄດ້ຮັບການຈັດອັນດັບເພື່ອຈັດການກັບ ກະແສໄຟຟ້າສູງສຸດແລະແຮງດັນ ຂອງມໍເຕີ. ເມື່ອປີ້ນກັບທິດທາງ, ກະແສ inrush ສາມາດເກີນປະຈຸບັນປົກກະຕິ.

ມາດຕະການປ້ອງກັນ:

• ກວດເບິ່ງ ແຮງດັນໄຟຟ້າ ແລະ ຂໍ້ມູນສະເພາະປັດຈຸບັນຂອງມໍເຕີ.

• ເລືອກສະວິດ, ຣີເລດ, ແລະ MOSFET ທີ່ມີ ຄວາມສາມາດປະຈຸບັນສູງກວ່າ 20–30% ກ່ວາກະແສໄຟຟ້າທີ່ຈັດອັນດັບຂອງມໍເຕີ.

• ຖ້າຈຳເປັນ ໃຊ້ ເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນ ຫຼື ພັດລົມລະບາຍຄວາມຮ້ອນ ເພື່ອປ້ອງກັນຄວາມຮ້ອນເກີນ.

4. ປ້ອງກັນວົງຈອນສັ້ນໃນວົງຈອນ H-Bridge

ເມື່ອໃຊ້ ຂົວ H-bridge ຫຼືວົງຈອນທີ່ຄ້າຍຄືກັນເພື່ອປີ້ນທິດທາງມໍເຕີດ້ວຍເອເລັກໂຕຣນິກ, ຢ່າເປີດສະວິດທັງສອງດ້ານສູງຫຼືທັງສອງຂ້າງຕ່ໍາພ້ອມກັນ..

ການເຮັດດັ່ງນັ້ນສ້າງ ວົງຈອນສັ້ນໂດຍກົງ ໃນທົ່ວການສະຫນອງພະລັງງານ, ນໍາໄປສູ່:

• ໃນທັນທີ ອົງປະກອບທີ່ເຜົາໄໝ້ .

• ຫຼື ການສະໜອງພະລັງງານບໍ່ສຳເລັດ ອັນ ຕະລາຍຈາກໄຟໄໝ້.

ການແກ້ໄຂ:

ປະຕິບັດ ການຊັກຊ້າເວລາຕາຍ ລະຫວ່າງສະຖານະສະຫຼັບ, ອະນຸຍາດໃຫ້ຫນຶ່ງຊຸດຂອງສະວິດຈະປິດຫມົດກ່ອນທີ່ຈະເປີດອື່ນໆ. ICs ໄດເວີມໍເຕີຫຼາຍອັນ (ເຊັ່ນ: L298N , DRV8833 , ຫຼື L293D ) ປະກອບມີການປ້ອງກັນໃນຕົວເພື່ອປ້ອງກັນບັນຫານີ້.

5. ໃຊ້ ICs ໄດເວີມໍເຕີທີ່ເຫມາະສົມຫຼື Relay

ຖ້າ ມໍເຕີ DC ຖືກຄວບຄຸມຜ່ານ microcontroller ຫຼື PLC , ໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າ ICs ໄດເວີຫຼືລີເລ ຖືກໃຊ້ເພື່ອຈັດການກັບກະແສໄຟຟ້າ. ການເຊື່ອມຕໍ່ມໍເຕີໂດຍກົງກັບຂາອອກຂອງ microcontroller ສາມາດ ທໍາລາຍຕົວຄວບຄຸມໄດ້ ເນື່ອງຈາກການດຶງກະແສໄຟຟ້າຫຼາຍເກີນໄປຫຼືແຮງດັນແຮງດັນ.

ຄຳແນະນຳ:

• ສໍາລັບມໍເຕີ DC ຂະຫນາດນ້ອຍ: ໃຊ້ ໄດເວີ L293D ຫຼື L298N .

• ສໍາລັບມໍເຕີພະລັງງານສູງ: ໃຊ້ ໂມດູນ relay ຫຼື ວົງຈອນ MOSFET H-bridge.

• ສະເຫມີປະກອບມີ optical isolation (optocouplers) ສໍາລັບການປົກປ້ອງເພີ່ມເຕີມໃນລະບົບການຄວບຄຸມທີ່ລະອຽດອ່ອນ.

6. ຫຼີກລ້ຽງການ overload ກົນຈັກ

ເມື່ອປີ້ນກັບມໍເຕີ້ DC ທີ່ຂັບເຄື່ອນການໂຫຼດກົນຈັກ (ເຊັ່ນ: conveyor, ລໍ້, ຫຼື actuator), ການປີ້ນກັບກັນຢ່າງກະທັນຫັນສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດ ຄວາມກົດດັນກົນຈັກ..

ການໂຫຼດໜັກ ຫຼືແຮງດັນສູງສາມາດຕ້ານການປ່ຽນທິດທາງຢ່າງກະທັນຫັນ, ນໍາໄປສູ່:

• ຄວາມເສຍຫາຍຂອງກ່ອງເກຍ

• Shaft ງໍ ຫຼື misalignment

• ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການສວມໃສ່ໃນ couplings ແລະ bearings

ເຄັດລັບປ້ອງກັນ:

• ໃຊ້ ການເລັ່ງ ແລະ ການຫຼຸດຄວາມໄວເທື່ອລະກ້າວ ຜ່ານ ການຄວບຄຸມ PWM (Pulse Width Modulation) .

• ປະຕິບັດ ກົນໄກ ການເລີ່ມຕົ້ນ / ຢຸດອ່ອນໆ .

• ອະນຸຍາດໃຫ້ ໃຊ້ເວລາພຽງພໍ ລະຫວ່າງຮອບວຽນໄປໜ້າ ແລະປີ້ນກັບ.

7. ຕິດຕາມກວດກາອຸນຫະພູມມໍເຕີ

ຮອບວຽນປີ້ນກັບກັນເລື້ອຍໆຈະເພີ່ມ ຄວາມກົດດັນທາງໄຟຟ້າແລະກົນຈັກ ໃນມໍເຕີ, ເຊິ່ງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດ ຄວາມຮ້ອນເກີນໄປ . ການປະຕິບັດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂໃນປະຈຸບັນສູງອາດຈະເຮັດໃຫ້ insulation, ແປງ, ຫຼືດ້ານ commutator ຫຼຸດລົງ.

ການ​ປ້ອງ​ກັນ​ລ່ວງ​ໜ້າ:

• ຕິດຕາມ ອຸນຫະພູມຂອງມໍເຕີ ເປັນໄລຍະ ໂດຍໃຊ້ເຊັນເຊີ ຫຼືເຄື່ອງວັດແທກອຸນຫະພູມອິນຟາເຣດ.

• ຮັບປະກັນ ທີ່ພຽງພໍ ການລະບາຍອາກາດ ຫຼືໃຊ້ ພັດລົມເຢັນ.

• ຖ້າມໍເຕີແລ່ນຮ້ອນເລື້ອຍໆ, ຫຼຸດຜ່ອນການໂຫຼດຫຼືຫຼຸດລົງແຮງດັນການສະຫນອງ.

8. ໃຊ້ Fuses ຫຼື Circuit Breakers

ອຸປະກອນປ້ອງກັນເຊັ່ນ: ຟິວ , PTCs (ຕົວຕ້ານທານຄ່າຕົວຄູນອຸນຫະພູມບວກ) , ຫຼື ຕົວຕັດວົງຈອນ ແມ່ນຈໍາເປັນສໍາລັບການປົກປ້ອງທັງມໍເຕີແລະວົງຈອນຄວບຄຸມ.

ພວກມັນເຮັດໜ້າທີ່ເປັນສິ່ງກີດຂວາງດ້ານຄວາມປອດໄພໃນກໍລະນີທີ່ເກີດ ກະແສໄຟຟ້າສັ້ນ , ເກີນ , ຫຼື ຄວາມຜິດພາດຂອງສາຍໄຟ ໃນລະຫວ່າງການປີ້ນກັບທິດທາງ.

ຄຳແນະນຳ:

• ຕິດ​ຕັ້ງ ​ຟິວ​ໄວ​ພັດ​ທະ​ນາ ​ຄະ​ແນນ​ເລັກ​ນ້ອຍ​ຂ້າງ​ເທິງ​ປັດ​ຈຸ​ບັນ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ການ​ຂອງ​ມໍ​ເຕີ​.

• ໃນການຕິດຕັ້ງອຸດສາຫະກໍາ, ໃຊ້ breaker ວົງຈອນ DC ຫຼື relay overload ເອເລັກໂຕຣນິກ ສໍາລັບການຕັດການເຊື່ອມຕໍ່ອັດຕະໂນມັດພາຍໃຕ້ຄວາມຜິດ.

9. ກວດສອບຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງ Power Supply

ການສະຫນອງພະລັງງານທີ່ເຫນັງຕີງຫຼືນ້ອຍລົງສາມາດເຮັດໃຫ້ພຶດຕິກໍາຂອງມໍເຕີບໍ່ສະຫມໍ່າສະເຫມີໃນເວລາທີ່ປ່ຽນທິດທາງ. ການປ່ຽນແປງຂົ້ວໂລກຢ່າງກະທັນຫັນດຶງກະແສໄຟຟ້າຂະໜາດໃຫຍ່, ເຊິ່ງອາດເຮັດໃຫ້ແຮງດັນໄຟຟ້າຫຼຸດລົງ ຫຼືປິດການສະໜອງ.

ເຄັດລັບ:

• ໃຊ້ ການສະຫນອງພະລັງງານ DC ທີ່ມີການຄວບຄຸມ ທີ່ມີຄວາມສາມາດປະຈຸບັນພຽງພໍ.

• ເພີ່ມ ຕົວເກັບປະຈຸຂະຫນາດໃຫຍ່ (ໄຟຟ້າ + ເຊລາມິກ) ຢູ່ໃກ້ກັບຫົວມໍເຕີເພື່ອເຮັດໃຫ້ແຮງດັນໄຟຟ້າອອກ.

• ຫຼີກເວັ້ນການແບ່ງປັນແຫຼ່ງພະລັງງານດຽວກັນສໍາລັບ ວົງຈອນທັງ logic ແລະ motor ເວັ້ນເສຍແຕ່ວ່າການແຍກທີ່ເຫມາະສົມແມ່ນຮັບປະກັນ.

10. ປະຕິບັດການຂັດຂວາງຄວາມປອດໄພໃນລະບົບການຄວບຄຸມ

ໃນລະບົບອັດຕະໂນມັດຫຼືອຸດສາຫະກໍາ, ປະຕິບັດ ການ interlock ຊອບແວຫຼືຮາດແວ ເພື່ອປ້ອງກັນຄໍາສັ່ງປີ້ນກັບກັນໂດຍບັງເອີນຫຼືບໍ່ປອດໄພ.

ຕົວຢ່າງ:

• ໃຊ້ ປຸ່ມສະວິດ ຫຼື ເຊັນເຊີ ຈຳກັດ ເພື່ອຢືນຢັນຕຳແໜ່ງການຢຸດມໍເຕີກ່ອນທີ່ຈະປີ້ນກັບ.

• ໃນການອອກແບບທີ່ອີງໃສ່ microcontroller, ເພີ່ມ ຄວາມລ່າຊ້າຂອງຊອບແວ ຫຼືເງື່ອນໄຂຄວາມປອດໄພກ່ອນທີ່ຈະປະຕິບັດຄໍາສັ່ງປີ້ນກັບກັນ.

• ລວມເອົາ ປຸ່ມຢຸດສຸກເສີນ ສຳລັບການແຊກແຊງດ້ວຍມື.

ປີ້ນກັບ ກ ມໍເຕີ DC ແມ່ນຫນ້າທີ່ທີ່ສໍາຄັນໃນຫຼາຍໆຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ - ຈາກຫຸ່ນຍົນແລະອັດຕະໂນມັດໄປສູ່ລໍາລຽງແລະຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນຕ້ອງເຮັດ ຢ່າງມີວິທີການແລະປອດໄພ ເພື່ອປົກປ້ອງມໍເຕີແລະວົງຈອນຄວບຄຸມ.

ໂດຍການປະຕິບັດຕາມ ຄວາມລະມັດລະວັງ ເຫຼົ່ານີ້ - ເຊັ່ນ: ຫຼີກເວັ້ນການປີ້ນກັບກັນທັນທີ, ການນໍາໃຊ້ diodes, ຮັບປະກັນການຈັດອັນດັບທີ່ເຫມາະສົມ, ແລະການປະຕິບັດການຂັດຂວາງຄວາມປອດໄພ - ທ່ານສາມາດບັນລຸ ການເຮັດວຽກຂອງມໍເຕີ ທີ່ລຽບ, ເຊື່ອຖືໄດ້, ແລະຍາວນານ .

ສະຫຼຸບ

ການປີ້ນກັບທິດທາງຂອງ ມໍເຕີ DC ແມ່ນເຕັກນິກການຄວບຄຸມພື້ນຖານທີ່ສາມາດເຮັດໄດ້ໂດຍໃຊ້ ການປີ້ນກັບ polarity ຄູ່ມື, ສະຫຼັບ DPDT, H-bridges, relays, ຫຼືວົງຈອນຂັບ motor..

ສໍາລັບການຄວບຄຸມຄູ່ມື, ສະຫຼັບ DPDT ເຮັດວຽກຢ່າງສົມບູນ; ສໍາ​ລັບ ​ການ​ຄວບ​ຄຸມ​ອັດ​ຕະ​ໂນ​ມັດ​ຫຼື​ໂຄງ​ການ ​, H​-bridge ຫຼື ICs driver ປະ​ສົມ​ປະ​ສານ​ກັບ microcontrollers ສະ​ເຫນີ​ໃຫ້​ຄວາມ​ແມ່ນ​ຍໍາ​ແລະ​ຄວາມ​ປອດ​ໄພ​.

ໂດຍ mastering ວິທີການເຫຼົ່ານີ້, ວິສະວະກອນແລະ enthusiasts ສາມາດຄວບຄຸມປະສິດທິພາບ DC motor ໄປຂ້າງຫນ້າແລະ reverse motion ສໍາລັບຫຸ່ນຍົນ, ອັດຕະໂນມັດ, ແລະລະບົບກົນຈັກໄຟຟ້າອື່ນໆ.