Dvojitý H-Můstek 6.8V/2x0,7A s obvodem MPC17529
Milan Horkel
Modul používá integrovaný dvojitý H-Můstek od firmy Freescale. Je určen pro buzení malých motorků. Obvod stojí cca 40Kč a lze snadno koupit od firmy Farnell.Hodí se pro malé roboty napájené ze 4 Ni‑MH článků nebo z jednoho Li akumulátoru. Podporuje PWM řízení do frekvence 200 kHz.
Technické parametry
| Parametr | Hodnota | Poznámka |
|---|---|---|
| Napájení motoru | 2.0 – 6.8V | Absolutní maximum 8.0V |
| Napájení logiky | 2.7 – 5.7V | Absolutní maximum 7.0V |
| Výstupní proud | 2x0,7A, max. 2x1,4A | Odpor spínačů typ. 0.7Ω |
| Spotřeba | max. 3mA | Logika |
| Frekvence PWM | 0-200kHz | Dovolen statický režim |
| Rozměry | 30 x 30 x 15mm | Výška nad základnou |
Popis konstrukce
Úvodem
Při pátrání po vhodných obvodech jsem narazil na webu http://www.farnell.com na tento zajímavý obvod. Je totiž levný (cca 40Kč) a přitom umožňuje dodávat proud 0,7A trvale a špičkově až 1,4A a to ve dvou kanálech. Obvod je zapouzdřen v jemném pouzdru s roztečí vývodů 0.65mm. Je tedy velmi prostorově úsporný.
Zapojení modulu
Modul je osazen obvodem MPC17529.
Protože má obvod zvlášť vyvedeno napájení pro motor a pro logiku, je možné motor napájen přímo z baterií a řídící mikroprocesor ze stabilizátoru nebo jiné baterie. Napětí logiky může být v rozsahu 2.7 až 5.7V. Obvod obsahuje nábojovou pumpu a vyrábí si kladné napětí cca 13V pro buzení horních tranzistorů můstku.
Napájecí obvodu jsou doplněny ochrannými diodami proti přepólování. Předpokládá se, že napájecí proud je omezen což při napájení z akumulátorů nemusí být splněno a tak proto pozor na polaritu napájení. Zenerova dioda v napájení pro motor je zde proto, aby omezila napětí na napájecí větvi když někdo zatočí motorem při odpojeném napětí. Motor vyrábí napětí a toto napětí se přes diody v H-Můstku dostane na napájecí nožičku a nesmí být větší než cca 8V.
Výkonový výstup spíná podle pravdivostní tabulky. Oba kanály pracují stejně, signál OE# je společný pro oba kanály.
| OE# | IN1A IN2A |
IN1B IN2B |
OUT1A OUT2A |
OUT1B OUT2B |
Funkce |
|---|---|---|---|---|---|
| H | X | X | Z | Z | Vypnuto |
| L | L | L | L | L | Brzda |
| L | L | H | L | H | Jeden směr |
| L | H | L | H | L | Opačný směr |
| L | H | H | Z | Z | Vypnuto |
Zapojení obvodu MPC17529
Rušení od motoru
Motor s komutátorem je vydatný zdroj rušení a často způsobuje zasekávání řídícího procesoru nebo zmatené fungování. Je nezbytné motor opatřit alespoň základním odrušením tak, že se přímo k motoru, na jeho vývody umístí odrušovací kondenzátor. Používá se obyčejný keramický o hodnotě obvykle 4n7.
Když to nestačí je třeba použít odrušovací tlumivky z několika závity drátu na kousku feritu. Zapojují se do série z přívody k motoru. Když se ještě hračky dělaly poctivě, tak to u každého motoru bylo.
Dále je vhodné oddělit napájení procesoru od napájení motoru. V extrémním případě lze použít dva zdroje (baterie). Obvykle postačuje elektroniku napájen přes filtr (RC nebo lépe LC) a stabilizátor. Pozor na dobré propojení výkonové země z H-Můstků k baterii. Zem elektroniky připojíme na zem H-Můstku, ne na baterii. Eliminuje se tak rušení způsobené úbytkem na spojení mezi H-Můstkem a baterií.
Mechanická konstrukce
Jedná se o standardní modul do stavebnice MLAB s rohovými šrouby.
Osazení a oživení
Osazení
Z vrchní strany jsou jen hřebínky, šrouby a jedna drátová propojka. Ze spodní strany jsou jen SMD součástky. Nejdříve se pájí integrovaný obvod, protože je užitečné, když nám nic překáží. Používáme minimum pájky a vhodné prstovité tavidlo pro SMD. Katody diod a kladné konce kondenzátorů jsou na osazovacích výkresech označeny.
| Počet | Reference | Název | Pouzdro |
|---|---|---|---|
| Odpory | |||
| 4 | R1, R2, R3, R4 | 100k | R0805 |
| Keramické kondenzátory | |||
| 6 | C2, C3, C4, C5, C6, C7 | 100nF | C0805 |
| Elektrolytické kondenzátory | |||
| 1 | C1 | 33uF/10V | ELYTC |
| Diody | |||
| 2 | D1, D2 | 1N4007SMD | MELF |
| Zenerovy diody | |||
| 1 | D3 | BZV55C8.2SMD | MINIMELF |
| Integrované obvody | |||
| 1 | U1 | MPC17529EV | SSO20_210 |
| Mechanické součástky | |||
| 2 | J1, J2 | JUMP2X3 | JUMP2X3 |
| 5 | J3, J4, J5, J6, J7 | JUMP2 | JUMP2 |
| Konstrukční součástky | |||
| 4 | Šroub M3x12 křížový s válcovou hlavou | ||
| 4 | Podložka M3 | ||
| 4 | Distanční sloupek M3x5 | ||
Oživení
Připojíme na napájecí zdroj s omezením proudu a postupně zvyšujeme napětí na cca 5V. Pak už stačí připojit malý motorek, třeba z CD mechaniky, a ověřit funkčnost podle pravdivostní tabulky.