ऊंचाई-समायोज्य डेस्क को स्वचालित रूप से बढ़ाने / कम करने के लिए सर्किट कैसे बनाएं?
पृष्ठभूमि
सभी को नमस्कार, मैं एक छोटी परियोजना पर काम कर रहा हूं जहां मैं एक माइक्रोकंट्रोलर, एमओएसएफईटी ट्रांजिस्टर और एक अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग करके एक ऊंचाई-समायोज्य डेस्क की ऊंचाई को नियंत्रित कर सकता हूं। अनिवार्य रूप से मैं चाहता हूं कि उपयोगकर्ता एक ऊंचाई इनपुट करे और डेस्क स्वचालित रूप से उस ऊंचाई पर समायोजित हो जाए।
तकनीकी जानकारी
यह वह डेस्क है जिसका मैं उपयोग कर रहा हूं। इसमें केवल अप / डाउन बटन होते हैं और इसमें "मेमोरी" की कोई सुविधा नहीं होती है।
मैं इस ट्यूटोरियल का उपयोग करने की कोशिश कर रहा था , लेकिन चूंकि मेरे पास मोटर की आसान पहुंच नहीं थी, इसलिए मैंने MOSFET ट्रांजिस्टर के साथ अप / डाउन बटन को "बदलने" का फैसला किया।
यह एक MOSFET है जिसका मैं उपयोग कर रहा हूं। इसमें 2-4 वोल्ट के बीच Vgs थ्रेसहोल्ड वोल्टेज है, जो मेरे 5v माइक्रोकंट्रोलर के लिए काम करेगा।
मैंने बटन बॉक्स खोला और यहां वही दिखता है जो दिखता है।
JST कनेक्टर में चार तार जा रहे हैं।
- लाल: 30 वी
- काला: जीएनडी
- हरा: नीचे
- सफेद: ऊपर
यह एक सक्रिय-उच्च स्विच है जहां ग्रीन या व्हाइट को रेड से जोड़ने पर डेस्क क्रमशः नीचे और ऊपर जाएगी। योजनाबद्ध में स्विच ( ओमरोन एसएस -5 ) कैसे करता है, इसके लिए आरेख नीचे देखें ।
मैंने अब तक क्या किया
मैंने जेएसटी कनेक्टर और जम्पर तारों को सीधे महिला पिनों से जोड़ा ताकि डेस्क को ऊपर उठाने के लिए निम्नलिखित सर्किट बनाया जा सके।
बाईं ओर वोल्टेज स्रोत एक माइक्रोकंट्रोलर का डिजिटल-आउट पिन है। जब मैं पिन ऊंची थी तब मैं डेस्क को उठाने में सक्षम था और पिन कम होने पर डेस्क को उठाना बंद कर देता था।
संपादित करें (16 अगस्त 2020): मैंने वर्तमान को ट्रांजिस्टर के स्रोत से सफेद तार तक मापा, और यह एक संक्षिप्त क्षण के लिए ~ 3 ए तक फैल गया, और जब डेस्क बढ़ रही है (जब मोटर चल रही है), तो इसका आउटपुट हुआ ~ 300mA।
मैं डेस्क को कम करने के लिए भी ऐसा करने में सक्षम था, सिवाय इसके कि MOSFET का स्रोत ग्रीन वायर से जुड़ा था।
मेरी समस्या यह है:
मैंने एक और ट्रांजिस्टर रखा जैसे कि उठाना और कम करना दोनों:
संपादित करें (15 अगस्त 2020): भ्रामक आरेख के बारे में क्षमा करें। यह आरेख दो डिजिटल आउटपुट पिन का उपयोग करता है। बाईं ओर वोल्टेज स्रोत MCU का D2 है और दाईं ओर एक MCU का D3 है। पिंस एक आम जमीन साझा करते हैं, जो निम्नलिखित समस्या के लिए जिम्मेदार है।
इसने स्पष्ट रूप से एक समस्या पैदा कर दी क्योंकि दोनों ट्रांजिस्टर के स्रोत व्हाइट और ग्रीन वायर दोनों से जुड़े हुए हैं, जिसका अर्थ है कि हर बार एक ट्रांजिस्टर चालू होता है, दोनों व्हाइट / ग्रीन वायर हाई होते हैं। यह एक ही समय में दोनों बटन दबाने के बराबर है, जो डेस्क को बिल्कुल भी स्थानांतरित नहीं करता है। मैंने ट्रांजिस्टर के दो स्रोतों के बीच 10k रोकनेवाला लगाने की कोशिश की, लेकिन इससे समस्या हल नहीं हुई।
मेरा प्रश्न
- मुझे अपने सर्किट को कैसे पूरा करना चाहिए जो मैं करने की कोशिश कर रहा हूं?
- क्या यह ऐसा कुछ है जिसे मैं केवल ट्रांजिस्टर का उपयोग करके भी बना सकता हूं? या
- क्या मुझे ट्रांजिस्टर-ए-स्विच के विशिष्ट उपयोग के मामलों का पालन करने के लिए मोटर खोलने की आवश्यकता है?
मैं बहुत सराहना करता हूँ अगर कोई मेरी स्थिति पर सलाह दे सकता है :)
मैं किसी भी भ्रम को स्पष्ट करने के लिए अधिक खुश हूं।
धन्यवाद!
जवाब
मोटर शुरू होने के दौरान संक्षिप्त 3 ए का मतलब है कि सफेद और हरे रंग के तारों से मोटर चालू होती है। मोटर चालू होने पर आपके FET को इस करंट के लिए पर्याप्त होना चाहिए, और वोल्टेज स्पाइक के लिए संरक्षित किया जाना चाहिए।
आपका मूल स्विच आरेख एच-ब्रिज कॉन्फ़िगरेशन दिखाता है। दोनों स्विच के साथ, मोटर के लिए कोई वर्तमान नहीं है। जब या तो स्विच ऊपर जाता है, तो दोनों मोटर में करंट प्रवाहित करते हैं, 30 V से एक सोर्सिंग, दूसरे को 0 V को सिंक करना। आपके FET सुझाव केवल एक पुलअप दिखाते हैं, कोई पुलडाउन नहीं है, इसलिए आपकी मोटर नहीं चलेगी।
इस कार्यक्षमता को दोहराने के लिए आपको या तो एक एच-ब्रिज ड्राइवर को अक्षम करना होगा, या दो आधे-पुल ड्राइवरों की आवश्यकता होगी। आवश्यक स्तर की शिफ्टिंग आदि और इलेक्ट्रॉनिक्स के आपके ज्ञान को देखते हुए, यह तर्क-स्तर-इनपुट मॉड्यूल खरीदने की कोशिश करने के लिए सबसे समझदार होगा, जिसमें कम से कम 30 वी और 3 ए के लिए रेटेड आउटपुट होंगे।
एफईटी के बजाय, सी / ओ रिले की एक जोड़ी का उपयोग करना भी उचित होगा जो स्विच कर रहे हैं। अपने पसंदीदा ऑनलाइन ई-कॉमर्स साइट पर जाएं और 'Arduino रिले मॉड्यूल' की खोज करें, और एक 2 चैनल चुनें। उन्हें 5 वी से संचालित किया जा सकता है, चिप्स के रूप में सस्ते, एफईटी की तरह न उड़ाएं (हालांकि संपर्क अंततः समाप्त हो जाएंगे), और आपके 30 वी मोटर के लिए बस पर्याप्त डीसी हैंडलिंग क्षमता है।
डिजाइन के लिए मान्यताओं के साथ समस्या
- SPDT के उद्देश्य को पहचानने में विफल।
- वीजीएस (वें) को नहीं समझा
- मोटर 10x रेटेड वर्तमान या वास्तविक लोड वर्तमान की तुलना में बहुत अधिक होगा क्योंकि यह संभवतः अधिकतम भार भार का उपयोग नहीं कर रहा है।
उदाहरण के लिए, मोटर 1A के लिए रेटेड है, लेकिन केवल स्टार्टअप पर 10x1 = 10A को छोड़कर 0.3A का उपयोग करता है।
- जब स्विचिंग बंद होती है, तो जनरेटर के रूप में मोटर के अभिनय का एक आर्क और बैक ईएमएफ होता है और अतिरिक्त भार के लिए शॉर्ट किए गए कॉइल के साथ घर्षण ब्रेक के रूप में ब्रेक और गियर को स्विच करता है।
- इस प्रकार आपको एक पॉवर हाफ ब्रिज की आवश्यकता होती है जो कि 10 ए स्पाइक्स या 20 ए स्पाइक्स को संभालने के लिए पावर डायोड के साथ 30V आउटपुट का उपयोग करके लॉजिक लेवल के साथ काम करता है यदि चलते समय जल्दी से उलट हो जाता है।
FET डिजाइन के साथ समस्या
आपने मान लिया 2 ~ 4V ऑपरेटिंग वीजीएस था, लेकिन यह केवल थ्रेशोल्ड है और आपको> 10 ए को संभालने के लिए आरडीएसओएन के करीब पहुंचने के लिए कम से कम 2.5 से 3x 100uA थ्रेशोल्ड की आवश्यकता होती है, जिसे अक्सर Vgs = 5, 10 या 12V में निर्दिष्ट किया जाता है।
"तर्क स्तर FETs" सबसे अच्छा प्रदर्शन के लिए 3V पर काम करने के लिए 1V के पास वीजीएस (वें) का उपयोग करें, अन्यथा वे गर्म हो जाते हैं।
उच्च साइड ड्राइवर के बजाय, आपको SPDT या आधा ब्रिज पावर FET की आवश्यकता है
पावर हाफ ब्रिज की जरूरत होती है जो लॉजिक लेवल इनपुट का इस्तेमाल करता है और आउटपुट शायद 30A के लिए रेट किया जाता है ताकि स्टार्ट के दौरान ठंडा रखने के लिए पर्याप्त छोटा Rdson हो। फ्लाईबैक क्लैंप के लिए प्रत्येक रेल के लिए उल्टे पावर डायोड दोनों को 10 ए के लिए रेट किया जाता है।
- हाफ ब्रिज में शॉर्ट सर्किट को रोकने या प्रभाव के माध्यम से शूट करने के लिए एफडब्ल्यूडी और रेव के बीच छोटी डेडटाइम होनी चाहिए। यह सामान्य बात है। लेकिन आपको इसे सुनिश्चित करना होगा।
सिफारिशों
मोटर कॉइल प्रतिरोध को परिभाषित करें और 30V / DCR + मार्जिन ड्राइव करने के लिए लॉजिक लेवल हाफ ब्रिज आईसी चुनें
यह सुनिश्चित करें कि इसमें आरसी डायोड देरी या एमसीयू देरी के साथ इनपुट नियंत्रण के साथ डेडटाइम सुरक्षा है और पावर अप रीसेट स्थिति ऑफ है।
क्या अंत बंद संरक्षण के बारे में? ड्राइवर या MCU गड़बड़ पर विफलता के मामले में? Polyfuse पर विचार करें।
तेल के लिए हीट प्रतिरोध और विद्युत इन्सुलेशन इन्सुलेटर के साथ थर्मल प्रतिरोध गणना करें।
यह कार पावर विंडो स्विच डिज़ाइन के लिए अधिक द्रव्यमान, कम गति को छोड़कर आम है लेकिन कार कब्रिस्तान से शायद एक ही वर्तमान (?) उबार है! या DIY या खरीद? ये किसी भी डिजाइनर के दैनिक निर्णय / खरीद हैं।
अंत में, स्थिति सेंसर या के बारे में क्या? लंबी यात्रा के लिए स्थिति सेंसर तब तक महंगा हो सकता है जब तक कि आप 8mm सीएनसी या छोटे कोग गियर बेल्ट के साथ पॉट का उपयोग करने के लिए रैखिक गति से प्यूरी में कमी करने के लिए पॉट का उपयोग करने के लिए एक यांत्रिक प्रतिभा नहीं हैं, फिर पॉट वोल्टेज को रैखिक स्थिति के रूप में पढ़ें, कैलिब्रेट करें और सर्वो फीडबैक के लिए उपयोग करें। फिर MCU इनपुट स्विच को याद रखें कि आप जिन राज्यों में पदों के लिए प्रवेश करते हैं उन्हें याद रखें और अगले या अगले, 1,2,3 +, - को टॉगल करें। लेकिन स्विचेस पर बहस करें। कुछ और याद आ रहा है? अंत स्विच बंद? सीएनसी मशीनों के लिए एसटीडी अभ्यास।
एक अन्य विकल्प दो एसपीडीटी रिले का उपयोग करना होगा, जिसमें संपर्क रेटिंग्स मौजूदा एसएस - 5 माइक्रोस्विच के समान होंगी।
यदि डेस्क सिर्फ स्विच, एक मोटर और रिले है, जिसमें कोई ध्रुवीयता संवेदनशील घटक नहीं हैं, तो आप बिजली की आपूर्ति की ध्रुवीयता को उल्टा कर सकते हैं। आप तब एक सामान्य 30v रेल के बजाय एक सामान्य 0v होगा।
फिर आप 0v को सफेद और हरे रंग के तारों पर स्विच करने के लिए 2 NPN ट्रांजिस्टर या संभवतः 2 N प्रकार के मस्जिद का उपयोग कर सकते हैं। ऊपर और नीचे स्पष्ट रूप से उलट भी होगा।
आपको मौजूदा रिले कॉयल और मोटर से अपने ट्रांजिस्टर को बचाने के लिए कुछ फ्री-व्हीलिंग डायोड जोड़ने की आवश्यकता होगी।