مهندسی برق

آموزش راه اندازي موتور پله اي مغناطيس دائم با استفاده از آي سي درايور L293D



نياز موتور هاي پله اي به درايور

موتور هاي پله اي بر خلاف موتور هاي دي سي ، داراي چند سيم ورودي مي باشند . موتور هاي پله اي مغناطيس دائم به دو نوع «تک قطبي» unipolar و «دو قطبي» bipolar تقسيم مي شوند . نوع تک قطبي 4 سيم ورودي دارند و نوع دو قطبي 5 يا 6 سيم ورودي دارد . ولتاژ معمول اين موتور ها 5 و 12 و 24 مي باشد ولي مي توان ولتاژ هايي ديگر از آن يافت که تعداد آن بسيار کم است . اين موتور ها با توجه به شرکت سازنده و ساختمان داخلي و .. داراي جريان کشي متفاوتي مي باشند . چون جريان و ولتاژ موتور هاي پله اي زياد است و نمي توان آن را مستقيما به کنترلر وصل نمود مجبوريم درايور ها استفاده کنيم . که يکي از آي سي هاي معروف جهت درايو موتور هاي کوچک آي سي L293D مي باشد .آي سي L293D تنها موتور هايي را که داراي ولتاژي بين 5 تا 36 و جريان کشي حداکثر 600 ميلي آمپر مي باشند را مي تواند راه اندازي نمايد. عواملي چون قيمت ارزان ، شکل و اندازه مناسب ، باياس و کنترل راحت ، عدم نياز به مدار محافظ عدم نياز به گرماگير (HEAT SINK) و پايداري مناسب نسبت به تغييرات دما و سرعت بالا ؛ باعث شده است اين آي سي در بين ربات سازان معروف شود . قابل ذکر است بسامد کاري اين آي سي 5 کيلو هرتز مي باشد . اي آي سي مي تواند جريان تا 1200 ميلي آمپر را تا 100 ميکروثانيه و غير تکراري تحمل نمايد . اگر موتور شما جريان بيشتري مي کشد مي توانيد از اي سي هاي قدرتمند تر نظير L298N استفاده نماييد .



ساختمان داخلي L293D



ترتيب و نام پايه ها ي آي سي L293D



راه اندازي دو موتور جريات مستقيم به صورت هم زمان با قابليت گردش در دو جهت


براي راه اندازي ، به دو باطري نياز داريم . يکي براي تغذيه آيسي و ديگري براي تغذيه موتور ها ، منفي دو باطري را با سيم به هم وصل مي کنيم و آن را «زمين» مي ناميم يعني مقدار آن صفر ولت ، فرض مي شود . دقت شود باطري تغذيه موتور ، داراي ولتاژي برابر با ولتاژ موتور و داراي قابليت جريان دهي بيشتر يا مساوي با جريان مورد نياز دو موتور باشد . همچنين ولتاژ باطري تغذيه آي سي بايد بين 4/5 تا 7 ولت باشد . اگر موتور دو قطبي بود خروجي هاي 1 و 2 موتور را به سر مثبت باطري تغذيه موتور وصل مي نماييم . سپس طبق آن چه در زير آمده پايه ها را وصل مي نماييم .

پايه شماره يک ENABLE 1

اين پايه را به سر مثبت باطري تغذيه آي سي وصل مي نماييم .

پايه شماره دو INPUT 1

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره سه OUTPUT 1

اين پايه را به يک سر پايه ي ورودي موتور اول وصل مي نماييم .

پايه شماره چهار GND

اين پايه را به زمين ( منفي باطري ) وصل مي نماييم .

پايه شماره پنج GND

اين پايه را به زمين ( منفي باطري ) وصل مي نماييم .

پايه شماره شش OUTPUT 2

اين پايه را به سر ديگر پايه ي ورودي موتور اول وصل مي نماييم .

پايه شماره هفت INPUT 2

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره هشت ENABLE 2

اين پايه را به سر مثبت باطري تغذيه آي سي وصل مي نماييم .

پايه شماره نه SUPPLY VOLTAGE VS

اين پايه را به سر مثبت باطري تغذيه موتور وصل مي نماييم .

پايه شماره ده INPUT 3

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره يازده OUTPUT 3

اين پايه را به يک سر پايه ي ورودي موتور دوم وصل مي نماييم .

پايه شماره دوازده GND

اين پايه را به زمين ( منفي باطري ) وصل مي نماييم .

پايه شماره سيزده GND

اين پايه را به زمين ( منفي باطري ) وصل مي نماييم .

پايه شماره چهارده OUTPUT 4

اين پايه را به سر ديگر ورودي پايه ي موتور دوم وصل مي نماييم .

پايه شماره پانزده INPUT 4

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره شانزده LOGIC SUPPLY VOLTAGE VSS

اين پايه را به سر مثبت باطري تغذيه آي سي وصل مي نماييم .




کنترل موتور

اکنون مي توانيد با نوشتن برنامه در کنترلر (ميکروکنترلر يا رايانه يا .... ) موتور را به وسيله 4 پايه کنترل نماييد نحوه کار موتور در جدول زير آمده است .





اگر مي خواهيد موتور پاد ساعت گرد بچرخد کافي است ترتيب اعمال ولتاژ در ورودي را معکوس نماييد . اگر مي بينيد موتور در جهت خاصي نمي چرخد ، در ترتيب پايه ها اشتباه کرده ايد . اگر ترتيب پايه ها را نمي دانيد جهت تشخيص بايد تمام حالات را امتحان نماييد . در دوقطبي ها دو سيم هم رنگ وجود دارد که آن همان سيم مشترک است يعني بايد مستقيما به سر مثبت باطري تغذيه موتور وصل شود .

آموزش راه اندازی موتور DC با استفاده آز IC DRIVER L293D در دو جهت

آموزش راه اندازي موتور DC با استفاده آز IC DRIVER L293D در دو جهت



چرا درايور L293D ؟

همان طور که مي دانيم موتور هاي جريان مستقيم براي کار کردن نياز به تغذيه (باياس) دارند . معمولا موتور هايي که براي ساخن ربات هاي دانشگاهي استفاده مي شود با ولتاژ هاي 5 يا 6 يا 9 يا 12 يا 24 کار مي کند . و بسته به مدل ، روش ساخت ، قيمت و ... داراي جريان کشي حدود 100 ميلي آمپر تا 5 آمپر مي باشند . يک روش آن است که آن را مستقيما به باطري وصل نماييم در اين صورت با سرعت نهايي خود و در يک جهت خاص مي چرخد اما در ربات ها ما نياز به کنترل موتور [ روشن و خاموش کردن ، کنترل سرعت ، کنترل جهت و کنترل موقعيت ] داريم در نتيجه بايد موتور را با استفاده از کنترلر ها ( مدارات منطقي يا مايکروکنترلر ها يا پي ال سي يا رايانه) کنترل نماييم . اما همان طور که مي دانيم خروجي ميکروکنترلر ها 5 ولت و 2 ميلي آمپر است و نمي تواند موتور را بچرخاند . بنابراين ما نياز به مدارات واسطه براي اتصال کنترلر به موتور داريم . به اين مدارات درايور مي گويند . که اين درايور مي تواند ترکيب رله و ترانزيستور يا آي سي يا مدارات ترکيبي باشد . آي سي L293D يکي از درايور هاي معروف در بازار مي باشد . از جمله مزايايي که باعث مي شود اغلب افراد L298D را بر ساير درايور ها ترجيح دهند مي توان به قيمت ارزان ( نسبت به درايور هاي ديگر ) ، شکل و اندازه مناسب ، باياس وکنترل راحت ، عدم نياز به مدار محافظ و ديود هاي پس خورد ، هدم نياز به گرماگير (HEAT SINK) و پايداري مناسب نسبت به تغييرات دما و سرعت بالا ؛ اشاره نمود . اين آي سي مي تواند موتور هاي داراي ولتاژي بين 5 تا 36 و جرياني حداکثر 600 ميلي آمپر را ، راه اندازي نمايد . البته قابل ذکر است که مي تواند جريان تا 1200 ميلي آمپر را تا 100 ميکروثانيه و غير تکراري تحمل نمايد . بسامد کاري اين آي سي 5 کيلو هرتز مي باشد . اگر مشخصات موتور شما در اين بازه صدق مي کند در استفاده از L293D شک نکنيد .

ساختمان داخلي L293D



ترتيب و نام پايه ها ي آي سي L293D



راه اندازي دو موتور جريات مستقيم به صورت هم زمان با قابليت گردش در دو جهت



براي راه اندازي ، به دو باطري نياز داريم . يکي براي تغذيه آيسي و ديگري براي تغذيه موتور ها ، منفي دو باطري را با سيم به هم وصل مي کنيم و آن را «زمين» مي ناميم يعني مقدار آن صفر ولت ، فرض مي شود . دقت شود باطري تغذيه موتور ، داراي ولتاژي برابر با ولتاژ موتور و داراي قابليت جريان دهي بيشتر يا مساوي با جريان مورد نياز دو موتور باشد . همچنين ولتاژ باطري تغذيه آي سي بايد بين 4/5 تا 7 ولت باشد . بهتر است دو سر پايه ورودي موتور را با يک خازن بدون قطب پلاستيکي ظرفيت بالا ، به هم وصل نماييد . سپس طبق آن چه در زير آمده پايه ها را وصل مي نماييم .


پايه شماره يک ENABLE 1

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره دو INPUT 1

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره سه OUTPUT 1

اين پايه را به يک سر پايه ي ورودي موتور اول وصل مي نماييم .

پايه شماره چهار GND

اين پايه را به زمين ( منفي باطري ) وصل مي نماييم .

پايه شماره پنج GND

اين پايه را به زمين ( منفي باطري ) وصل مي نماييم .

پايه شماره شش OUTPUT 2

اين پايه را به سر ديگر پايه ي ورودي موتور اول وصل مي نماييم .

پايه شماره هفت INPUT 2

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره هشت ENABLE 2

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره نه SUPPLY VOLTAGE VS

اين پايه را به سر مثبت باطري تغذيه موتور وصل مي نماييم .

پايه شماره ده INPUT 3

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره يازده OUTPUT 3

اين پايه را به يک سر پايه ي ورودي موتور دوم وصل مي نماييم .

پايه شماره دوازده GND

اين پايه را به زمين ( منفي باطري ) وصل مي نماييم .

پايه شماره سيزده GND

اين پايه را به زمين ( منفي باطري ) وصل مي نماييم .

پايه شماره چهارده OUTPUT 4

اين پايه را به سر ديگر ورودي پايه ي موتور دوم وصل مي نماييم .

پايه شماره پانزده INPUT 4

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره شانزده LOGIC SUPPLY VOLTAGE VSS

اين پايه را به سر مثبت باطري تغذيه آي سي وصل مي نماييم .




کنترل موتور

اکنون مي توانيد با نوشتن برنامه در کنترلر (ميکروکنترلر يا رايانه يا .... ) موتور را به وسيله 6 پايه کنترل نماييد نحوه کار موتور در جدول زير آمده است .

آموزش راه اندازی موتور DC با استفاده آز آی سی درایور L298N در دو جهت

آموزش راه اندازی موتور DC با استفاده آز آی سی درایور L298N در دو جهت



درایور چیست ؟

همان طور که می دانیم موتور های جریان مستقیم برای کار کردن نیاز به تغذیه (بایاس) دارند . معمولا موتور هایی که برای ساخن ربات های دانشگاهی استفاده می شود با ولتاژ های 5 یا 6 یا 9 یا 12 یا 24 کار می کند . و بسته به مدل ، روش ساخت ، قیمت و ... دارای جریان کشی حدود 100 میلی آمپر تا 5 آمپر می باشند . یک روش آن است که آن را مستقیما به باطری وصل نماییم در این صورت با سرعت نهایی هود و در یک جهت خاص می چرخد اما در ربات ها ما نیاز به کنترل موتور [ روشن و خاموش کردن ، کنترل سرعت ، کنترل جهت و کنترل موقعیت ] داریم در نتیجه باید موتور را با استفاده از کنترلر ها ( مدارات منطقی یا مایکروکنترلر ها یا پی ال سی یا رایانه) کنترل نماییم . آما همان طور که می دانیم خروجی میکروکنترلر ها 5 ولت و 2 میلی آمپر است و نمی تواند موتور را بچرخاند . بنابراین ما نیاز به مدارات واسطه برای اتصال کنترلر به موتور داریم . به این مدارات درایور می گویند . که این درایور می تواند ترکیب رله و ترانزیستور یا آی سی یا مدارات ترکیبی باشد . معمولا برای موتور های دارای ولتاژ 5 تا 46 و جریان حداکثر 2 آمپر از آی سی L298N استفاده می شود . قابل ذکر است با یک آی سی می توان دو موتور دی سی را همزمان کنترل نمود .


ساختمان داخلی L298N


Click here to view the original image of 780x570px.


ترتیب و نام پایه ها ی آی سی L298N



راه اندازی دو موتور جریات مستقیم به صورت هم زمان با قابلیت گردش در دو جهت

برای راه اندازی ، به دو باطری نیاز داریم . یکی برای تغذیه آیسی و دیگری برای تغذیه موتور ها ، منفی دو باطری را با سیم به هم وصل می کنیم و آن را «زمین» می نامیم یعنی مقدار آن صفر ولت ، فرض می شود . دقت شود باطری تغذیه موتور ، دارای ولتاژی برابر با ولتاژ موتور و دارای قابلیت جریان دهی بیشتر یا مساوی با جریان مورد نیاز دو موتور باشد . همچنین ولتاژ باطری تغذیه آی سی باید بین 4/5 تا 7 ولت باشد . برای جلوگیری از سوختن آی سی باید پایه های 2 و 3 و 14 و 15 را با استفاده از دیود محافظت کنیم یعنی به هر یک از پایه ها دو دیود وصل می نماییم . کاتد دیود اول را ( قسمتی که خط دارد ) به سر مثبت باطری تغذیه موتور ، و آند دیود اول را به پایه آیسی وصل می نماییم و کاتد دیود دوم را به پایه آیسی و آند دیود دوم را به زمین وصل می نماییم ( مطابق شکل ) . بهتر است دو سر پایه ورودی موتور را با یک خازن بدون قطب پلاستیکی ظرفیت بالا ، به هم وصل نمایید . سپس طبق آن چه در زیر آمده پایه ها را وصل می نماییم .



پایه شماره یک CURRENT SENSING A

این پایه را به زمین ( منفی باطری ) وصل می نماییم .

پایه شماره دو OUT PUT 1

این پایه را به یک سر ورودی پایه ی موتور اول وصل می نماییم . ( حفاظت توسط دو دیود فراموش نشود)

پایه شماره سه OUT PUT 2

این پایه را به سر دیگر پایه ی ورودی موتور اول وصل می نماییم . ( حفاظت توسط دو دیود فراموش نشود)

پایه شماره چهار SUPPLY VOLTAGE VS

این پایه را به سر مثبت باطری تغذیه موتور وصل می نماییم .

پایه شماره پنج INPUT 1

این پایه را به یکی از پایه های کنترلر وصل می نماییم .

پایه شماره شش ENABLE A

این پایه را به یکی از پایه های کنترلر وصل می نماییم .

پایه شماره هفت INPUT 2

این پایه را به یکی از پایه های کنترلر وصل می نماییم .

پایه شماره هشت GND

این پایه را به زمین ( منفی باطری ) وصل می نماییم .

پایه شماره نه LOGIC SUPPLY VOLTAGE VSS

این پایه را به سر مثبت باطری تغذیه آی سی وصل می نماییم .

پایه شماره ده INPUT 3

این پایه را به یکی از پایه های کنترلر وصل می نماییم .

پایه شماره یازده ENABLE B

این پایه را به یکی از پایه های کنترلر وصل می نماییم .

پایه شماره دوازده INPUT 4

این پایه را به یکی از پایه های کنترلر وصل می نماییم .

پایه شماره سیزده OUT PUT 3

این پایه را به یک سر ورودی پایه ی موتور دوم وصل می نماییم . ( حفاظت توسط دو دیود فراموش نشود)

پایه شماره چهارده OUT PUT 4

این پایه را به سر دیگر ورودی پایه ی موتور دوم وصل می نماییم . ( حفاظت توسط دو دیود فراموش نشود)

پایه شماره پانزده CURRENT SENSING B

این پایه را به زمین ( منفی باطری ) وصل می نماییم .


Click here to view the original image of 939x507px.



کنترل موتور

اکنون می توانید با نوشتن برنامه در کنترلر (میکروکنترلر یا رایانه یا .... ) موتور را به وسیله 6 پایه کنترل نمایید نحوه کار موتور در جدول زیر آمده است .



Click here to view the original image of 678x497px.

آموزش راه اندازی موتور پله ای مغناطیس دائم با استفاده آز آی سی درایور L298N

آموزش راه اندازي موتور پله اي مغناطيس دائم با استفاده آز آي سي درايور L298N



موتور پله اي



همان طور که مي دانيد موتور هاي پله اي مغناطيس دائم به دو نوع «تک قطبي» unipolar و «دو قطبي» bipolar تقسيم مي شوند . نوع تک قطبي 4 سيم خروجي دارند و نوع دو قطبي 5 يا 6 سيم خروجي دارد . ولتاژ معمول اين موتور ها 5 و 12 و 24 مي باشد ولي مي توان ولتاژ هايي ديگر از آن يافت که تعداد آن بسيار کم است . اين موتور ها با توجه به شرکت سازنده و ساختمان داخلي و .. داراي جريان کشي متفاوتي مي باشند . چون جريان و ولتاژ موتور هاي پله اي رياد است و نمي توان آن را مستقيما به کنترلر وصل نمود مجبوريم از مدار هاي واسطه با نام درايور استفاده کنيم . که يکي از آي سي هاي معروف جهت درايو موتور هاي کوچگ اي سي L298N مي باشد .آي سي L298N تنها موتور هايي را که داراي ولتاژي بين 5 تا 46 و جريان کشي حداکثر 2 آمپر مي باشند را مي تواند راه اندازي نمايد. با توجه به اين که در ربات هاي دانشگاهي و مسابقاتي معمولا از موتور هاي ضعيف استفاده مي شود استفاده از اين اي سي محبوبيت زيادي پيدا کرده است .




ساختمان داخلي L298N


Click here to view the original image of 780x570px.


ترتيب و نام پايه ها ي آي سي L298N


Click here to view the original image of 780x570px.


راه اندازي موتور پله اي مغناطيس دائم



براي راه اندازي ، به دو باطري نياز داريم . يکي براي تغذيه آي سي و ديگري براي تغذيه موتور ها ، منفي دو باطري را با سيم به هم وصل مي کنيم و آن را «زمين» مي ناميم يعني مقدار آن صفر ولت ، فرض مي شود . دقت شود باطري تغذيه موتور ، داراي ولتاژي برابر يا بيشتر از ولتاژ موتور و داراي قابليت جريان دهي بيشتر يا مساوي با جريان مورد نياز موتور باشد . همچنين ولتاژ باطري تغذيه آي سي بايد بين 4/5 تا 7 ولت باشد . براي جلوگيري از سوختن آي سي بايد پايه هاي 2 و 3 و 14 و 15 را با استفاده از ديود محافظت کنيم يعني به هر يک از پايه ها دو ديود وصل مي نماييم . کاتد ديود اول را ( قسمتي که خط دارد ) به سر مثبت باطري تغذيه موتور ، و آند ديود اول را به پايه آيسي وصل مي نماييم و کاتد ديود دوم را به پايه آيسي و آند ديود دوم را به زمين وصل مي نماييم ( مطابق شکل ) . اگر موتور دو قطبي بود خروجي هاي 1 و 2 موتور را به سر مثبت باطري تغذيه موتور وصل مي نماييم .




سپس طبق آن چه در زير آمده پايه ها را وصل مي نماييم .


پايه شماره يک CURRENT SENSING A

اين پايه را به زمين ( منفي باطري ) وصل مي نماييم .

پايه شماره دو OUT PUT 1

اين پايه را به يک پايه ي a1 موتور وصل مي نماييم . ( حفاظت توسط دو ديود فراموش نشود)

پايه شماره سه OUT PUT 2

اين پايه را به يک پايه ي b1 موتور وصل مي نماييم . ( حفاظت توسط دو ديود فراموش نشود)

پايه شماره چهار SUPPLY VOLTAGE VS

اين پايه را به سر مثبت باطري تغذيه موتور وصل مي نماييم .

پايه شماره پنج INPUT 1

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره شش ENABLE A

اين پايه را به سر مثبت باطري تغذيه آي سي وصل مي نماييم .

پايه شماره هفت INPUT 2

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره هشت GND

اين پايه را به زمين ( منفي باطري ) وصل مي نماييم .

پايه شماره نه LOGIC SUPPLY VOLTAGE VSS

اين پايه را به سر مثبت باطري تغذيه آي سي وصل مي نماييم .

پايه شماره ده INPUT 3

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره يازده ENABLE B

اين پايه را به سر مثبت باطري تغذيه آي سي وصل مي نماييم .

پايه شماره دوازده INPUT 4

اين پايه را به يکي از پايه هاي کنترلر وصل مي نماييم .

پايه شماره سيزده OUT PUT 3

اين پايه را به يک پايه ي a2 موتور وصل مي نماييم . ( حفاظت توسط دو ديود فراموش نشود)

پايه شماره چهارده OUT PUT 4

اين پايه را به يک پايه ي b2 موتور وصل مي نماييم . ( حفاظت توسط دو ديود فراموش نشود)

پايه شماره پانزده CURRENT SENSING B

اين پايه را به زمين ( منفي باطري ) وصل مي نماييم .



کنترل موتور

اکنون مي توانيد با نوشتن برنامه در کنترلر (ميکروکنترلر يا رايانه يا .... ) موتور را به وسيله 4 پايه کنترل نماييد نحوه کار

موتور در جدول زير آمده است .







اگر مي خواهيد موتور پاد ساعت گرد بچرخد کافي است ترتيب اعمال ولتاژ در ورودي را معکوس نماييد . اگر مي بينيد موتور در جهت خاصي نمي چرخد ، در ترتيب پايه ها اشتباه کرده ايد . اگر ترتيب پايه ها را نمي دانيد جهت تشخيص بايد تمام حالات را امتحان نماييد . در دوقطبي ها دو سيم هم رنگ وجود دارد که آن همان سيم مشترک است يعني بايد مستقيما به سر مثبت باطري تغذيه موتور وصل شود .