Что такое мотор-драйвер и как выбрать правильный?

Кто такой водитель? Если вы хотите управлять двигателем с помощью Arduino, вам понадобится драйвер двигателя. Но что такое драйвер двигателя и как выбрать правильный?

В этой статье мы ответим на эти и другие вопросы! Мы обсудим, какие типы драйверов двигателей доступны, что может делать каждый тип и как выбрать правильный для вашего проекта. Так что читайте дальше, чтобы узнать все, что вам нужно знать о драйверах двигателей!

Что такое драйвер двигателя?

Планетарный редуктор Bldc Motor

Драйвер двигателя представляет собой электронное устройство, которое управляет скоростью и направлением вращения электродвигателя. Вы можете использовать драйверы двигателей для управления небольшими двигателями, такими как игрушки, автомобили с дистанционным управлением или роботы. Кроме того, вы можете использовать его для управления более крупными двигателями в промышленных приложениях.

Требуется ли водитель автомобиля?

Основной причиной использования драйвера двигателя является защита микроконтроллера от больших токов, необходимых для управления двигателем. Если вы попытаетесь подключить двигатель напрямую к микроконтроллеру, ток, протекающий через микроконтроллер, повредит его.

Другая причина использования драйвера двигателя заключается в том, что он может обеспечить большую мощность, чем микроконтроллер. Поэтому это полезно для приложений, в которых вам нужно перемещать тяжелые грузы или приводные двигатели, требующие большой мощности.

Как работает водитель автомобиля?

ИС драйвера двигателя представляет собой усилитель мощности. Кроме того, он принимает маломощный сигнал от микроконтроллера и усиливает его, чтобы обеспечить мощность, достаточную для привода двигателя.

Кроме того, большинство драйверов двигателей также имеют встроенную защиту от таких вещей, как перегрузка по току и перегрев. Это защищает как микроконтроллер, так и сам драйвер двигателя.

Как остановить двигатель (торможение)

Если вы хотите остановить двигатель, у вас есть два варианта:

– движение по инерции:

это когда отключаешь питание двигателя. Недостатком является то, что мотор некоторое время будет продолжать вращаться и может повредить себя или то, к чему он прикреплен.

– торможение:

это когда вы подаете мощность на двигатель в противоположном направлении. Это приведет к почти немедленной остановке двигателя.

Однако недостатком этого является то, что это может сильно нагрузить двигатель и повредить его.

Какой из них вы выберете, зависит от вашего приложения. Если вам нужно быстро остановить двигатель, вы должны использовать торможение. Если вы не возражаете против того, чтобы двигатель некоторое время вращался после отключения питания, вы можете использовать выбег.

Один из способов думать об этом таков:если бы вы ехали на велосипеде, спускаясь с холма, вы бы хотели двигаться по инерции. Но если бы вы ехали на велосипеде в гору, вам бы захотелось затормозить.

Еще одна вещь, которую следует учитывать, — это тип двигателя, который вы используете. Если вы используете коллекторный двигатель постоянного тока, вам понадобится драйвер двигателя, способный выдерживать высокие токи, которые требуются для этих двигателей. Если вы используете шаговый двигатель, вам понадобится драйвер двигателя, который может выполнять микрошаги.

Типы мотористов

Существует два основных типа драйверов двигателей:щеточные и бесщеточные.

Драйверы щеточных двигателей обычно применяются для приложений с низким энергопотреблением, таких как игрушки RC. Кроме того, их проще использовать, поскольку для них не требуются специальные датчики или контроллеры.

Драйверы бесколлекторных двигателей широко используются в устройствах с более высокой мощностью, таких как дроны и электромобили. Кроме того, их сложнее использовать, поскольку для них требуются специальные датчики и контроллеры.

Помимо матовых и бесщеточных, у нас также есть следующие типы:

драйвер двигателя постоянного тока

Двигатель постоянного тока

Источник:Викисклад

Двигатели постоянного тока являются наиболее распространенным типом двигателей. Они распространены во всем, от вентиляторов до жестких дисков. Кроме того, вы можете использовать двигатели постоянного тока для управления скоростью и направлением.

драйвер серводвигателя

Сервопривод

Источник:Викисклад

Серводвигатели применимы в приложениях, требующих точного управления, таких как роботы и станки с ЧПУ.

Кроме того, вы можете использовать серводвигатель для управления его положением, скоростью и крутящим моментом.

драйвер шагового двигателя

Шаговый двигатель

Источник:Викисклад

Драйвер шагового двигателя — это тип электродвигателя, который преобразует электрическую энергию в механическую. И вы можете использовать их для управления скоростью и направлением.

Кроме того, они применимы в приложениях, требующих точного позиционирования, таких как принтеры и сканеры. Кроме того, вы можете использовать их для управления скоростью и направлением шага.

Другие типы:

Помимо вышеперечисленных типов, существуют и другие типы электродвигателей, такие как

Драйвер цифрового шагового двигателя

Цифровой драйвер шагового двигателя — это драйвер двигателя, использующий цифровые сигналы для управления шаговым двигателем.

Драйвер шагового двигателя с замкнутым контуром

Драйвер шагового двигателя с замкнутым контуром — это тип драйвера двигателя, который использует обратную связь для управления шаговым двигателем.

Драйвер аналогового шагового двигателя

Аналоговый драйвер шагового двигателя — это тип драйвера двигателя, который использует для управления аналоговые сигналы.

Встроенный драйвер шагового двигателя

Интегрированный драйвер двигателя — это тип драйвера двигателя, который сочетает в себе функции драйвера двигателя и микроконтроллера. И этот тип драйвера двигателя часто применяется в приложениях робототехники.

Драйвер двигателя BLDC

Двигатели BLDC представляют собой бесщеточные двигатели постоянного тока. И они распространены в приложениях, требующих высокого крутящего момента и низкого уровня шума, таких как жесткие диски компьютеров и электромобили.

Драйверы двигателей BLDC привыкают к управлению скоростью и направлением.

Схема драйвера двигателя постоянного тока

В этом разделе мы изучим некоторые схемы драйвера двигателя постоянного тока.

Схема драйвера двигателя постоянного тока с использованием транзисторов

Схема драйвера двигателя постоянного тока

Это базовая схема драйвера двигателя постоянного тока. Кроме того, он работает с двигателем постоянного тока, резистором и силовым транзистором (D880).

Мостовая схема H

H Мостовая схема

Мостовая схема H предназначена для управления скоростью и направлением двигателя постоянного тока. Кроме того, вы можете использовать эту схему в приложениях, где двигатель постоянного тока должен работать в обоих направлениях.

Кроме того, вы можете использовать его в роботизированных приложениях. Например, изменение направления движения робота.

микросхема драйвера двигателя

ИС драйвера двигателя — это специализированная ИС, которую можно использовать для управления двигателями. Кроме того, микросхемы драйверов двигателей могут быть полезны для управления двигателями постоянного тока, серводвигателями и шаговыми двигателями.

Наиболее распространены следующие ИС драйвера двигателя:

– L293D

L293D - это своего рода микросхема драйвера H-моста. И вы можете использовать его для управления индуктивными нагрузками, такими как реле, соленоиды, двигатели постоянного тока, биполярные шаговые двигатели и т. д.

– L298N

L298N также является своего рода микросхемой драйвера H-моста. Кроме того, он используется для управления двигателями постоянного тока, шаговыми двигателями и исполнительными механизмами.

– A4988

– DRV8825

DRV8825 — микросхема микрошагового драйвера со встроенным транслятором для простоты эксплуатации. Кроме того, вы можете использовать DRV8825 для управления биполярными шаговыми двигателями.

функция драйвера двигателя

Функции ИС драйвера двигателя включают:

– подача питания на двигатель

– управление скоростью и направлением двигателя

– торможение двигателя

– защита двигателя от повреждения из-за чрезмерного тока

– предоставление функции ограничения тока

Приложения для водителей автомобилей

Теперь, когда мы знаем, что такое драйверы двигателей и для чего они нужны, давайте рассмотрим некоторые из наиболее распространенных приложений.

Одним из наиболее распространенных применений являются игрушки с дистанционным управлением. Драйвер двигателя усиливает сигнал от микроконтроллера, чтобы он мог управлять двигателями в игрушке.

Другое распространенное применение — жесткие диски. Драйвер двигателя здесь управляет двигателем шпинделя, который вращает диски.

компьютерные диски разных типов

В принтерах драйвер двигателя управляет как двигателями подачи, так и двигателем каретки печатающей головки.

И, наконец, в автоматизированных сборочных машинах водитель двигателя снова управляет различными двигателями, в том числе двигателями конвейерной ленты и двигателями захватных манипуляторов.

Преимущества интегральной схемы драйвера двигателя

Ниже перечислены преимущества:

– Во-первых, он может обеспечить большую мощность, чем микроконтроллер.

- Кроме того, он имеет встроенную защиту от таких вещей, как перегрузка по току и перегрев.

- Наконец, это экономит место, поскольку объединяет усилитель и драйвер двигателя в одну ИС.

Недостатки микросхем драйверов двигателей:

– Во-первых, они могут быть дорогими.

– Также необходимо обратить внимание на номинальные значения напряжения и тока.

– Кроме того, некоторые микросхемы могут быть сложны в использовании.

Теперь, когда вы знаете, что такое драйвер двигателя, вам нужно выбрать подходящий для вашего проекта. Это может быть непросто, поскольку существует множество различных типов драйверов двигателей.

Как выбрать правильный тип привода двигателя

При выборе драйвера двигателя следует учитывать следующие важные факторы:

– тип используемых вами двигателей (щеточный или бесщеточный)

Во-первых, вам необходимо подтвердить, какие двигатели вы используете:коллекторные или бесщеточные.

Если вы не уверены, какой тип двигателя используется, взгляните на техническое описание.

– напряжение ваших двигателей

При выборе драйвера двигателя важно учитывать номинальное напряжение, логический уровень, а также функции и возможности.

Выберите драйвер двигателя, рассчитанный на напряжение вашего двигателя, способный работать с логическим уровнем вашего микроконтроллера и обладающий необходимыми функциями и возможностями.

Когда дело доходит до напряжения, большинство драйверов двигателей могут работать с диапазоном напряжений. Например, L293D может работать с напряжением от +36 В до -36 В. Однако важно убедиться, что используемое вами напряжение находится в пределах, указанных драйвером двигателя. Если вы превысите максимальное напряжение, вы можете повредить драйвер двигателя.

Важное значение имеет номинальное напряжение драйвера двигателя. Большинство драйверов двигателей могут работать при напряжении от 0,65 до 36 В.

Важны также особенности и возможности моторного драйвера. Поэтому выберите драйвер двигателя с функциями и возможностями, необходимыми для вашего приложения.

– текущий рейтинг ваших моторов

Очень важно выбрать драйвер двигателя, который может справиться с величиной тока, который будут потреблять ваши двигатели. Если вы выберете недостаточно мощный драйвер, он перегреется и, возможно, повредит двигатель. Если вы выберете слишком мощный драйвер, вы потратите деньги на лишние функции, которыми никогда не воспользуетесь.

Это количество тока, которое драйвер двигателя может обеспечить двигателям. Если вы используете большие двигатели, требующие больших токов, вам необходимо использовать драйвер двигателя с высоким номинальным током. Например, L293D может обеспечить до 600 мА на канал.

-Интерфейс

При выборе драйвера двигателя также необходимо учитывать интерфейс управления. Для сравнения, наиболее распространенным интерфейсом является H-мост. Этот тип интерфейса позволяет управлять направлением и скоростью двигателей.

Другие интерфейсы включают L293D, L298N и TB6612FNG. Эти интерфейсы предоставляют различные функции и возможности.

Если вы используете драйвер двигателя с микроконтроллером, вам также необходимо учитывать логический уровень интерфейса. Большинство микроконтроллеров используют логику TTL, которая несовместима со многими драйверами двигателей.

Вам нужно будет использовать преобразователь логического уровня, если вы хотите использовать микроконтроллер TTL с драйверами двигателя.

– необходимый вам крутящий момент

Хотя вам также необходимо учитывать крутящий момент, вы должны смотреть на крутящий момент срыва. Это крутящий момент, необходимый для удержания двигателя в неподвижном состоянии.

Удерживающий момент — это то, что нужно для преодоления сопротивления нагрузки. Если вам нужно переместить тяжелый груз, вам понадобится двигатель с высоким удерживающим моментом.

– скорость, с которой должны вращаться двигатели.

Кроме того, следует учитывать скорость вращения вашего двигателя. Вам нужно будет выбрать драйверы двигателей, которые могут обеспечить мощность, необходимую для вращения двигателей с нужной скоростью.

– размер и вес ваших моторов

Это также важное соображение, потому что вам нужно убедиться, что ваши драйверы двигателей могут выдержать вес и размер ваших двигателей.

– среда, в которой будут использоваться ваши двигатели (внутри или снаружи)

Это важно учитывать, потому что разные драйверы двигателей предназначены для разных сред. Если вы планируете использовать двигатели на открытом воздухе, вам потребуются драйверы двигателей, защищенные от непогоды.

– сумма денег, которую вы готовы потратить

Не забывайте также учитывать цену при выборе мотодрайверов. Выбирайте моторные приводы по доступной цене и в рамках вашего бюджета.

При выборе драйверов двигателя необходимо учитывать тип интерфейса, номинальное напряжение и логический уровень. Кроме того, нужно также учитывать особенности и возможности драйверов двигателей. В любом случае выберите драйверы двигателя, которые лучше всего подходят для вашего приложения.

Что такое H-мост?

H-мост — это тип схемы переключателя, который включает в себя две пары транзисторов в качестве переключателей. Реверсивные и прямые операции двигателя постоянного тока контролируются переключателями. Большинство контроллеров разрабатываются в такой форме.

Аналогично, при включении обоих транзисторов двигатель будет вращаться в одном направлении. Когда оба транзистора закрыты, двигатель не будет работать. Пары транзисторов могут быть включены одновременно, одна пара может быть включена, а другая выключена, или они оба могут быть выключены.

Это заставит двигатель вращаться в другом направлении. Скорость двигателя увеличивается или уменьшается путем регулировки времени, в течение которого каждый транзистор открыт.

Обзор

Драйверы двигателей — это интегральные схемы, которые могут управлять шаговыми двигателями или двигателями постоянного тока. Напротив, существует множество различных типов приводов двигателей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Некоторые распространенные микросхемы драйверов двигателей включают L298N, DRV8825 и TB6612FNG.

При выборе драйвера двигателя необходимо учитывать требования к напряжению и току вашего двигателя, а также максимально допустимую мощность рассеивания микросхемы. Кроме того, вам также необходимо убедиться, что драйвер может обрабатывать требуемую частоту переключения для вашего двигателя.

Большинство стандартных микроконтроллеров не могут напрямую управлять мощными двигателями, поэтому вам потребуется использовать драйвер двигателя, если вы хотите управлять мощным двигателем постоянного тока или шаговым двигателем.