Wat is een motorrijder en hoe kies je de juiste?

Wat is een motorbestuurder？ Als u een motor met uw Arduino wilt besturen, moet u een motorstuurprogramma gebruiken. Maar wat is een motorrijder en hoe kies je de juiste?

In dit artikel beantwoorden we die vragen en meer! We bespreken welke soorten motoraandrijvingen beschikbaar zijn, wat elk type kan doen en hoe u de juiste kunt kiezen voor uw project. Dus lees verder om alles te leren wat u moet weten over motorrijders!

Wat is de motorbestuurder?

Planetaire Gear Bldc Motor

Een motor driver is een elektronisch apparaat dat de snelheid en richting van een elektromotor regelt. Je kunt motordrivers gebruiken om kleine motoren zoals speelgoed, op afstand bestuurbare auto's of robots te besturen. U kunt het ook gebruiken om grotere motoren in industriële toepassingen te besturen.

Is een motorrijder nodig?

De belangrijkste reden voor het gebruik van een motordriver is om de microcontroller te beschermen tegen de grote stromen die nodig zijn om een ​​motor aan te drijven. Als u een motor rechtstreeks op een microcontroller probeert aan te sluiten, zou de stroom die door de microcontroller vloeit deze beschadigen.

De andere reden voor het gebruik van een motordriver is dat deze meer vermogen kan leveren dan de microcontroller. Daarom is dit handig voor toepassingen waarbij u zware lasten moet verplaatsen of motoren moet aandrijven die veel vermogen vereisen.

Hoe werkt een motorrijder?

Een motor driver IC is een eindversterker. Bovendien neemt het een signaal van laag vermogen van de microcontroller en versterkt het om voldoende vermogen te leveren om de motor aan te drijven.

Daarnaast hebben de meeste motordrivers ook een ingebouwde beveiliging tegen zaken als overstroom en te hoge temperatuur. Dit beschermt zowel de microcontroller als de motordriver zelf.

De motor stoppen (remmen)

Als u de motor wilt stoppen, heeft u twee opties:

– uitlopen:

dit is wanneer u de stroom van de motor verwijdert. Het nadeel is dat de motor een tijdje blijft draaien en zichzelf kan beschadigen of waar hij ook aan vast zit.

– remmen:

dit is wanneer u de motor in de tegenovergestelde richting van stroom voorziet. Hierdoor stopt de motor vrijwel onmiddellijk.

Het nadeel hiervan is echter dat het de motor zwaar kan belasten en kan beschadigen.

Welke u kiest, hangt af van uw toepassing. Als u de motor snel moet stoppen, moet u remmen. Als je het niet erg vindt dat de motor een tijdje draait nadat je de stroom hebt verwijderd, kun je uitlopen gebruiken.

Een manier om erover na te denken is dit:als je op een fiets een heuvel afdaalt, zou je willen kusten. Maar als je op de fiets een heuvel op zou gaan, zou je willen remmen.

Een ander ding om te overwegen is wat voor soort motor je gebruikt. Als u een geborstelde gelijkstroommotor gebruikt, heeft u een motoraandrijving nodig die de hoge stromen aankan die deze motoren nodig hebben. Als je een stappenmotor gebruikt, heb je een motordriver nodig die microstapjes kan maken.

Soorten motordrivers

Er zijn twee hoofdtypen motordrivers:geborsteld en borstelloos.

Geborstelde motordrivers zijn meestal geschikt voor toepassingen met een lager vermogen, zoals RC-speelgoed. Bovendien zijn ze ook gemakkelijker te gebruiken omdat ze geen speciale sensoren of controllers nodig hebben.

Borstelloze motordrivers zijn gebruikelijk voor toepassingen met een hoger vermogen, zoals drones en elektrische voertuigen. Bovendien zijn ze complexer in gebruik omdat ze speciale sensoren en controllers vereisen.

Naast brushed en brushless hebben we ook de volgende types:

DC-motorstuurprogramma

DC-motor

Bron:Wikimedia commons

DC-motoren zijn het meest voorkomende type motoren. Ze komen overal voor, van ventilatoren tot harde schijven. Bovendien kunt u DC-motoren gebruiken om de snelheid en richting te regelen.

servomotoraandrijving

ServoDrive

Bron:Wikimedia commons

Servomotoren zijn toepasbaar in toepassingen die nauwkeurige besturing vereisen, zoals robots en CNC-machines.

Bovendien kunt u de servomotor gebruiken om de positie, snelheid en koppel te regelen.

stappenmotor driver

Stappenmotor

Bron:Wikimedia commons

Een stappenmotoraandrijving is een type elektromotor die elektrische energie omzet in mechanische energie. En je kunt ze gebruiken om de snelheid en richting te regelen.

Bovendien zijn ze toepasbaar in toepassingen die nauwkeurige positionering vereisen, zoals printers en scanners. U kunt ze ook gebruiken om de stapsnelheid en richting te regelen.

Andere soorten:

Naast bovenstaande typen zijn er ook andere typen elektromotoren, zoals

Digitale Stepper-stuurprogramma

Digital Stepper Driver is een motordriver die digitale signalen gebruikt om de stappenmotor te besturen.

Closed Loop Stepper Driver

Een Closed Loop Stepper Driver is een type motordriver die feedback gebruikt om de stappenmotor te besturen.

Analoge Stepper Driver

Analog Stepper Driver is een type motorstuurprogramma dat analoge signalen gebruikt om het te besturen.

Geïntegreerde Stepper-driver

Een geïntegreerde motordriver is een type motordriver die de functies van een motordriver en een microcontroller combineert. En dit type motordriver is vaak toepasbaar in robotica-toepassingen.

BLDC-motorstuurprogramma

BLDC-motoren zijn borstelloze gelijkstroommotoren. En ze komen vaak voor in toepassingen die een hoog koppel en een laag geluidsniveau vereisen, zoals harde schijven van computers en elektrische voertuigen.

BLDC-motorrijders raken eraan gewend om de snelheid en richting te regelen.

DC Motor Driver Circuit

In dit gedeelte zullen we enkele DC-motorstuurcircuits leren.

DC-motorbesturingscircuit met transistors

DC motor driver circuit

Dit is een eenvoudig DC-motorstuurcircuit. Verder werkt het met een gelijkstroommotor, een weerstand en een vermogenstransistor (D880).

H-brugcircuit

H-brugcircuit

Het H-brugcircuit is om de snelheid en richting van een DC-motor te regelen. Bovendien kunt u deze schakeling gebruiken in toepassingen waarbij de DC-motor in beide richtingen moet worden aangedreven.

Bovendien kunt u het gebruiken in robottoepassingen. Zoals het veranderen van de richting van een robot.

motor driver ic

Een motor driver IC is een gespecialiseerd IC waarmee je motoren kunt aansturen. Motordriver-IC's kunnen ook handig zijn om DC-motoren, servomotoren en stappenmotoren te besturen.

De meest voorkomende IC's voor motorstuurprogramma's zijn als volgt:

– L293D

L293D is een soort H-brug driver IC. En u kunt het gebruiken om inductieve belastingen zoals relais, elektromagneten, gelijkstroom, bipolaire stappenmotoren, enz. aan te sturen.

– L298N

L298N is ook een soort H-bridge driver IC. Bovendien wordt het gebruikt om gelijkstroommotoren, stappenmotoren en actuatoren aan te drijven.

– A4988

– DRV8825

DRV8825 is een micro-stepping driver-IC met een ingebouwde vertaler voor eenvoudige bediening. Bovendien zou je DRV8825 kunnen gebruiken om bipolaire stappenmotoren aan te sturen.

motorstuurfunctie

De functies van motor driver IC's omvatten:

– voeding van de motor

– het regelen van de snelheid en richting van de motor

– afremmen van de motor

– bescherming van de motor tegen schade door overmatige stroom

– voorzien van een stroombeperkende functie

Toepassingen van motorstuurprogramma's

Nu we weten wat motoraandrijvingen zijn en wat ze doen, gaan we eens kijken naar enkele van de meest voorkomende toepassingen.

Een van de meest voorkomende toepassingen is in op afstand bestuurbaar speelgoed. De motordriver versterkt het signaal van de microcontroller zodat deze de motoren in het speelgoed kan besturen.

Een andere veel voorkomende toepassing zijn harde schijven. De motorbestuurder bestuurt hier de spindelmotor die de schijven laat draaien.

computerschijven van verschillende typen

In printers bestuurt de motordriver zowel de invoermotoren als de printkopwagenmotor.

En tot slot, in geautomatiseerde assemblagemachines, bestuurt de motorbestuurder opnieuw een verscheidenheid aan motoren, waaronder transportbandmotoren en grijparmmotoren.

Motor Driver IC-voordelen

Dit zijn voordelen:

– Ten eerste kan het meer vermogen leveren dan de microcontroller.

- Dan heeft het ingebouwde bescherming tegen zaken als overstroom en te hoge temperatuur.

– Ten slotte bespaart het ruimte omdat het zowel de versterker als de motordriver in één IC combineert.

Nadelen van Motor Driver IC's:

– Ten eerste kunnen ze duur zijn.

- U moet ook letten op de spannings- en stroomwaarden.

– Bovendien kunnen sommige IC's moeilijk te gebruiken zijn.

Nu u weet wat een motoraandrijving is, moet u de juiste kiezen voor uw project. Dit kan lastig zijn omdat er zoveel verschillende soorten motorrijders zijn.

Het juiste type motordriver kiezen

De volgende zijn de belangrijke factoren waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van een motordriver:

– het type motoren dat u gebruikt (geborsteld of borstelloos)

Eerst moet u bevestigen of u geborstelde of borstelloze motoren gebruikt.

Als je niet zeker weet welk type motor wordt gebruikt, bekijk dan de datasheet.

– de spanning van uw motoren

Bij het kiezen van een motordriver is het belangrijk om rekening te houden met de nominale spanning, het logische niveau en de kenmerken en mogelijkheden.

Kies een motordriver die geschikt is voor de spanning van uw motor, het logische niveau van uw microcontroller aankan en de functies en mogelijkheden heeft die u nodig hebt.

Als het op spanning aankomt, kunnen de meeste motordrivers een reeks spanningen aan. De L293D kan bijvoorbeeld spanningen aan tussen +36V en -36V. Het is echter belangrijk om ervoor te zorgen dat de spanning die u gebruikt binnen de gespecificeerde limieten van de motordriver ligt. Als u de maximale spanning overschrijdt, kunt u de motoraandrijving beschadigen.

De nominale spanning van de motordriver is belangrijk. De meeste motordrivers kunnen werken met spanningen tussen ongeveer 0,65 V en 36 V.

De kenmerken en mogelijkheden van de motorbestuurder zijn ook belangrijk. Kies dus een motordriver met de functies en mogelijkheden die u nodig heeft voor uw toepassing.

– de huidige beoordeling van uw motoren

Het is essentieel om een ​​motoraandrijving te kiezen die de hoeveelheid stroom aankan die uw motoren zullen trekken. Als u een driver kiest die niet krachtig genoeg is, zal deze oververhit raken en mogelijk uw motor beschadigen. Als u een stuurprogramma kiest dat te krachtig is, verspilt u geld aan overtollige functies die u nooit zult gebruiken.

Dit is de hoeveelheid stroom die de motorbestuurder aan de motoren kan leveren. Als u grote motoren gebruikt die veel stromen nodig hebben, moet u een motoraandrijving met een hoge stroomsterkte gebruiken. De L293D kan bijvoorbeeld tot 600 mA per kanaal leveren.

-Interface

Bij het kiezen van een motoraandrijving moet u ook rekening houden met de besturingsinterface. Ter vergelijking:de meest voorkomende interface is een H-brug. Met dit type interface kunt u de richting en snelheid van de motoren regelen.

Andere interfaces zijn L293D, L298N en TB6612FNG. Deze interfaces bieden verschillende functies en mogelijkheden.

Als u een motordriver met een microcontroller gebruikt, moet u ook rekening houden met het logische niveau van de interface. De meeste microcontrollers gebruiken TTL-logica, wat niet compatibel is met veel motordrivers.

Je hebt een logic-level converter nodig als je een TTL-microcontroller met motordrivers wilt gebruiken.

– de hoeveelheid koppel die je nodig hebt

Hoewel u ook rekening moet houden met het koppel, moet u naar het blokkeerkoppel kijken. Dit is het koppel dat nodig is om te voorkomen dat de motor beweegt.

Het houdkoppel is wat je nodig hebt om de weerstand van de belasting te overwinnen. Als u een zware last moet verplaatsen, heeft u een motor nodig met een hoog houdkoppel.

– de snelheid waarmee u uw motoren wilt laten draaien

Houd ook rekening met de rotatiesnelheid van uw motor. U moet motordrivers kiezen die de hoeveelheid vermogen kunnen leveren die u nodig hebt om uw motoren met de gewenste snelheid te laten draaien.

– de grootte en het gewicht van uw motoren

Dit is ook een belangrijke overweging omdat u ervoor moet zorgen dat uw motordrivers het gewicht en de grootte van uw motoren kunnen dragen.

– de omgeving waarin uw motoren worden gebruikt (binnen of buiten)

Dit is belangrijk om te overwegen omdat verschillende motordrivers zijn ontworpen voor verschillende omgevingen. Als je van plan bent om je motoren buitenshuis te gebruiken, heb je motordrivers nodig die weerbestendig zijn.

– het bedrag dat u bereid bent te besteden

Vergeet bij het kiezen van motorrijders ook niet naar de prijs te kijken. Kies motorrijders die betaalbaar zijn en binnen uw budget vallen.

Bij het kiezen van motordrivers moet u rekening houden met het type interface, de nominale spanning en het logische niveau. Bovendien moet u ook rekening houden met de kenmerken en mogelijkheden van de motordrivers. Kies in ieder geval de motordrivers die het meest geschikt zijn voor uw toepassing.

Wat is een H-brug?

De H-brug is een type schakelcircuit dat twee paar transistors als schakelaars bevat. De achterwaartse en voorwaartse bewerkingen van een gelijkstroommotor worden geregeld door de schakelaars. De meeste controllers worden in deze vorm ontworpen.

Evenzo zal de motor bij het inschakelen van beide transistoren in één richting draaien. Als beide transistoren uit zijn, zal de motor niet werken. De transistorparen kunnen tegelijkertijd aan zijn, het ene paar kan aan zijn terwijl het andere uit is, of ze kunnen allebei uit zijn.

Hierdoor zal de motor in de andere richting draaien. De snelheid van de motor wordt verhoogd of verlaagd door de tijd aan te passen dat elke transistor aan staat.

Samenvatting

Motordrivers zijn IC's die stappenmotoren of gelijkstroommotoren kunnen aansturen. Daarentegen zijn er veel verschillende soorten motordrivers, elk met zijn eigen voor- en nadelen. Enkele veelgebruikte IC's voor motorstuurprogramma's zijn de L298N, DRV8825 en TB6612FNG.

Bij het kiezen van een motordriver moet u rekening houden met de spannings- en stroomvereisten van uw motor, evenals met de maximaal toegestane vermogensdissipatie voor de chip. Bovendien moet u er ook voor zorgen dat de bestuurder de vereiste schakelfrequentie voor uw motor aankan.

De meeste standaard MCU's kunnen krachtige motoren niet rechtstreeks aansturen, dus u moet een motorstuurprogramma gebruiken als u een krachtige gelijkstroom- of stappenmotor wilt besturen.