[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.

1. Uruchamiamy program (rysunek 4)

Rys. 4. Menu dostępnych funkcji Eagle po uruchomieniu programu

2. Otwieramy panel bibliotek Eagle (rysunek 5)

Rys. 5. Panel edytora bibliotek w Eagle