[EAGLE i TY] Sterownik H silnika elektrycznego dla fanów Arduino i robotyki

SoM / SBC

30.09.2015

[EAGLE i TY] Sterownik H silnika elektrycznego dla fanów Arduino i robotyki

Jednym z problemów, na jakie napotykają początkujący elektronicy jest projekt pierwszej płytki elektronicznej. W artykule pokażemy w jaki sposób przygotować biblioteki oraz kompletny schemat połączeniowy ścieżek w środowisku Eagle, na przykładzie sterownika silników elektrycznych w konfiguracji H, który będzie integrowany na PCB z modułem Arduino Nano.

Niemal każdy pasjonat robotyki chciałby wprowadzić w ruch własną konstrukcję. Do tego celu służą mostki H, których działanie polega na ukierunkowaniu przepływu prądu zasilającego silniki przy jednoczesnym ominięciu mikrokontrolera. Przy odpowiednim zadaniu stanów logicznych na 4 (rysunek 1) tranzystorach wymuszamy przepływ prądu przez silnik powodując obrót w wybranym kierunku (rysunek 2).

Rys. 1. Schemat typowego mostka H

Rys. 2 Schemat przepływu prądu przy wskazanych nastawach na bramkach tranzystorów

Do lekkich konstrukcji w pełni sprawdzają się sterowniki o niskim koszcie. Do robotów kategorii Line Follower wykorzystuję scalony sterownik TB6612FNG, który umożliwia wysterowanie niezależnie dwóch kierunków działania silników.

Fot. 3. Wyprowadzenia modułu sterownika z układem TB6612FNG

Funkcje wyprowadzeń modułu sterownika pokazanego na fotografii 3 są następujące:

GND – potencjał ujemny układu, wszystkie porty są ze sobą zwarte dlatego też wystarczy podłączyć jeden
VCC – zasilanie części logicznej sterownika, do tego celu wykorzystam port 5V na Arduino
VMOT – zasilanie silników, podłączamy bezpośrednio do akumulatora
PWMA, PWMB – sygnał wypełnienia PWM sterujący prędkością silników A i B
STBY – port podtrzymania sterownika, aby układ pracował należy podłączyć pod 5V
AIN1, AIN2,BIN1, BIN2 – porty sterujące kierunkiem pracy silnikami A i B
AO1, AO2, BO1, BO2 – porty wyjściowe podłączone do silników A i B

Do projektowania płytek elektronicznych wykorzystuję program Eagle. Aby wykorzystać przedstawiony powyżej element w schematach należy stworzyć jego model w bibliotekach programu. Poniżej przedstawię jak zrobić to krok po kroku.