H-bro - Versionshistorie

Hnl: /* H-bro med 4 MOSFET */

2022-11-25T10:41:59Z

H-bro med 4 MOSFET

← Ældre version		Versionen fra 25. nov. 2022, 12:41
Linje 417:		Linje 417:

	===H-bro med 4 MOSFET===		===H-bro med 4 MOSFET===
	Navnet <i>H-bro</i> stammer fra måden hvorpå DC motoren forbindes til strømforsyningen på; det danner noget der ligner et H. Dette ses på figuren herunder. <math>k_1</math> til <math>k_4</math> kan i første omgang opfattes som almindelige vippeafbrydere, der enten kan være <i>sluttet</i> eller <i>afbrudt</i>. Som forklaret under [[#Generel Styring af H-broen]] kan de fire vippeafbrydere kombineres i forskellige settings, hvorved der opnås enten strømløb den ene vej gennem DC motoren, eller den anden vej gennem DC motoren, hvilket bestemmer DC motorakslens rotationsretning. Motoren kan endvidere bremses.		Navnet <i>H-bro</i> stammer fra måden hvorpå DC motoren forbindes til strømforsyningen på; det danner noget der ligner et H. Dette ses på figuren herunder. <math>k_1</math> til <math>k_4</math> kan i første omgang opfattes som almindelige vippeafbrydere, der enten kan være <i>sluttet</i> eller <i>afbrudt</i>. Som forklaret under [[H-bro#Generel Styring af H-broen\|Generel Styring af H-broen]] kan de fire vippeafbrydere kombineres i forskellige settings, hvorved der opnås enten strømløb den ene vej gennem DC motoren, eller den anden vej gennem DC motoren, hvilket bestemmer DC motorakslens rotationsretning. Motoren kan endvidere bremses.

	[[Fil:H_bro-open.png\|400px\|Principskitse for H-bro]]<br />		[[Fil:H_bro-open.png\|400px\|Principskitse for H-bro]]<br />

Bar: /* H-bro med 4 MOSFET */

2022-11-25T08:59:26Z

H-bro med 4 MOSFET

← Ældre version		Versionen fra 25. nov. 2022, 10:59
Linje 418:		Linje 418:
	===H-bro med 4 MOSFET===		===H-bro med 4 MOSFET===
	Navnet <i>H-bro</i> stammer fra måden hvorpå DC motoren forbindes til strømforsyningen på; det danner noget der ligner et H. Dette ses på figuren herunder. <math>k_1</math> til <math>k_4</math> kan i første omgang opfattes som almindelige vippeafbrydere, der enten kan være <i>sluttet</i> eller <i>afbrudt</i>. Som forklaret under [[#Generel Styring af H-broen]] kan de fire vippeafbrydere kombineres i forskellige settings, hvorved der opnås enten strømløb den ene vej gennem DC motoren, eller den anden vej gennem DC motoren, hvilket bestemmer DC motorakslens rotationsretning. Motoren kan endvidere bremses.		Navnet <i>H-bro</i> stammer fra måden hvorpå DC motoren forbindes til strømforsyningen på; det danner noget der ligner et H. Dette ses på figuren herunder. <math>k_1</math> til <math>k_4</math> kan i første omgang opfattes som almindelige vippeafbrydere, der enten kan være <i>sluttet</i> eller <i>afbrudt</i>. Som forklaret under [[#Generel Styring af H-broen]] kan de fire vippeafbrydere kombineres i forskellige settings, hvorved der opnås enten strømløb den ene vej gennem DC motoren, eller den anden vej gennem DC motoren, hvilket bestemmer DC motorakslens rotationsretning. Motoren kan endvidere bremses.

	[[Fil:H_bro-open.png\|400px\|Principskitse for H-bro]]<br />		[[Fil:H_bro-open.png\|400px\|Principskitse for H-bro]]<br />
	''Principskitse for H-bro''		''Principskitse for H-bro''
Linje 458:		Linje 458:

	<math>R_4 = \frac{U_{R4}}{I_c} = \frac{11,8 V - 8 V}{10 mA} = 380 \Omega \approx 390 \Omega</math>		<math>R_4 = \frac{U_{R4}}{I_c} = \frac{11,8 V - 8 V}{10 mA} = 380 \Omega \approx 390 \Omega</math>



	===Færdige styringer der indeholder en H-Bro===		===Færdige styringer der indeholder en H-Bro===

Hnl: H-bro med 4 MOSFET tilføjet (Henrik)

2022-11-25T08:15:31Z

H-bro med 4 MOSFET tilføjet (Henrik)

← Ældre version		Versionen fra 25. nov. 2022, 10:15
Linje 414:		Linje 414:

	Konklusionen på disse målinger er at den viste opstilling ikke er egnet til 5V forsyning. Det kunne måske reddes ved at anvende HCMOS kredse som fx 74HC00 til NAND-gaten<ref>[http://htx-elev.ucholstebro.dk/el/komponent/74HC00.pdf 74HC00 HCMOS NAND-gate] Datablad</ref> og 74HC04 til inverteren<ref>[http://htx-elev.ucholstebro.dk/el/komponent/74HC04.pdf 74HC04 HCMOS Inverter] Datablad</ref>, der kun kan arbejde på 5V, men som til gengæld kan trække større strømme, hvilket ville kunne løse problemet. Jeg ville så helt sikkert også fjerne transistoren i indgangen, da den kun er der for at tilpasse op til 12V signaler.		Konklusionen på disse målinger er at den viste opstilling ikke er egnet til 5V forsyning. Det kunne måske reddes ved at anvende HCMOS kredse som fx 74HC00 til NAND-gaten<ref>[http://htx-elev.ucholstebro.dk/el/komponent/74HC00.pdf 74HC00 HCMOS NAND-gate] Datablad</ref> og 74HC04 til inverteren<ref>[http://htx-elev.ucholstebro.dk/el/komponent/74HC04.pdf 74HC04 HCMOS Inverter] Datablad</ref>, der kun kan arbejde på 5V, men som til gengæld kan trække større strømme, hvilket ville kunne løse problemet. Jeg ville så helt sikkert også fjerne transistoren i indgangen, da den kun er der for at tilpasse op til 12V signaler.


			===H-bro med 4 MOSFET===
			Navnet <i>H-bro</i> stammer fra måden hvorpå DC motoren forbindes til strømforsyningen på; det danner noget der ligner et H. Dette ses på figuren herunder. <math>k_1</math> til <math>k_4</math> kan i første omgang opfattes som almindelige vippeafbrydere, der enten kan være <i>sluttet</i> eller <i>afbrudt</i>. Som forklaret under [[#Generel Styring af H-broen]] kan de fire vippeafbrydere kombineres i forskellige settings, hvorved der opnås enten strømløb den ene vej gennem DC motoren, eller den anden vej gennem DC motoren, hvilket bestemmer DC motorakslens rotationsretning. Motoren kan endvidere bremses.

			[[Fil:H_bro-open.png\|400px\|Principskitse for H-bro]]<br />
			''Principskitse for H-bro''


			På el-diagrammet nedenfor ses H-broen hvor kontakterne K1 til K4 er udskiftet med [[MOSFET_transistor\|MOSFET]] transistorer. Hver af de fire MOSFET transistorer styres (dvs. åbnes og lukkes) ved at sætte K1, K2, K3 og K4 enten høj (+5 V fra mikroprocessor) eller lav (0 V).


			[[Fil:H bro-diagram-FQP MOSFET.jpg\|800px\|El-diagram over H-bro med 4 MOSFET]]<br />
			''El-diagram over H-bro med 4 MOSFET''


			De anvendte [[MOSFET_transistor\|MOSFET]] transistorer kan håndtere en strøm på maksimalt 27 A. Overstiges denne strømstyrke, vil transistorerne brænde af.

			Da de anvendte [[P-kanals MOSFET]] transistorer skal have en spændingsforskel mellem <b>Gate</b> og <b>Source</b> på
			-8V, for at kunne håndtere en strømstyrke gennem <b>Source</b> til <b>Drain</b> på 27 A, anvendes en gate-driver. Det er transistoren Q1, sammen med modstandene R1, R3 og R4 for Q2, mens Q6, R5, R6 og R7 er gate-driver for Q4.


			====Beregning af modstande til signaltilpasningen til H-bro====
			På el-diagrammet ovenfor, ses ”signaltilpasningskredsløb” markeret i de to røde kasser. Formålet med disse to kredsløb er, at kunne tænde og slukke for [[P-kanals MOSFET]] (Q2 og Q4 på el-diagrammet ovenfor). Da P-kanals MOSFET’s Source ben er forbundet til +12 V, og ikke GND som en [[N-kanals MOSFET]] ville være, er Arduinoboardets output på 5 V jo i forhold til GND og ikke i forhold til +12 V, og dermed ikke direkte brugbar for at styre P-kanals MOSFET.

			Transistoren, Q1, er en almindelig BC547 småsignals transistor. Den tænder, når spændingen mellem <b>Basis</b> (ben 2) og <b>Emitter</b> (ben 3) er 0,6 V. Det vil sige, at når punktet K1 – der er forbundet til en af Arduinoboardets outputporte – bliver HIGH, er der 5 V i forhold til GND på K1. Ved Basis på Q1 skal der være 0,6 V, og forskellen mellem de 5 V og 0,6 V – det vil sige 4,4 V – skal ligge over modstanden R1. For at kunne beregne værdien af R1, skal vi kende strømstyrken der løber ind i <b>Basis</b>. Den er 100 gange lavere end strømstyrken der løber ind i transistorens <b>Collector</b>-ben (ben 1). Det vælges at designe kredsløbet ud fra, at strømstyrken ind i <b>Collector</b> på Q1 er 10 mA. Dermed beregnes strømstyrken i <b>Basis</b>, <math>I_b</math>, til:
			<math>I_b = \frac{I_c}{h_{FE}} = \frac{10 mA}{100} = 0,1 mA</math>


			Derefter beregnes R1:
			<math>R_1 = \frac{U_{R_1}}{I_b} = \frac{4,4 V}{0,1 mA} = 44 k\Omega \approx 39 k\Omega</math>


			Når transistoren Q1 er tændt, ligger der ca. 0,2 V mellem <b>Collector</b> og <b>Emitter</b>. Spændingen mellem R3, R4 og Q1 er 12 V. Dermed ligger der en spænding på: <math>U_{forsyning} - U_{CE,Q1} = 12 V - 0,2 V = 11,8 V</math> over modstandende R3 og R4.


			Modstanden R3 skal beregnes, så spændingen over denne bliver 8 V, da dette vil tillade et strømtræk gennem Q2 på op til 27 A<ref>[https://www.onsemi.com/download/data-sheet/pdf/fqp30n06l-d.pdf "FQP30N06L datablad"]</ref>. Det er den spænding der vil komme til at ligge mellem <b>Gate</b> og <b>Source</b> på Q2. Strømmen gennem R3, <math>I_c</math>, er sat til 10 mA. Modstanden R3 kan dermed beregnes:

			<math>R_3 = \frac{U_{R3}}{I_c} = \frac{8 V}{10 mA} = 800 \Omega \approx 820 \Omega</math>


			Tilbage er modstanden R4, hvor den resterende spænding skal ligge:

			<math>R_4 = \frac{U_{R4}}{I_c} = \frac{11,8 V - 8 V}{10 mA} = 380 \Omega \approx 390 \Omega</math>



	===Færdige styringer der indeholder en H-Bro===		===Færdige styringer der indeholder en H-Bro===

Hnl: /* Konstruktioner med MOSFET transistorer */

2022-11-22T18:53:44Z

Konstruktioner med MOSFET transistorer

← Ældre version		Versionen fra 22. nov. 2022, 20:53
Linje 229:		Linje 229:

	===Konstruktioner med MOSFET transistorer===		===Konstruktioner med MOSFET transistorer===
	Umiddelbart er MOSFET transistorer nemme at styre og de har gode egenskaber til at tænde forbindelsen og dermed fungere enkelt som et relæ.		Umiddelbart er [[MOSFET transistor\|MOSFET transistorer]] nemme at styre og de har gode egenskaber til at tænde forbindelsen og dermed fungere enkelt som et relæ.

	Vi har bare ikke så mange typer på Holstebro HTX, så derfor vises kun et eksempel med denne type.		Vi har bare ikke så mange typer på Holstebro HTX, så derfor vises kun et eksempel med denne type.

	Den tekniske årsag til at MOSFET ikke er så nemme at arbejde med til en H-Bro er nemlig det at der kræves noget der kan trække op mod forsyningen (som en PNP-transistor). Her er den tilsvarende en P-channel MOSFET, men de har bare den ulempe, at de ikke er så gode til at tænde for strømmen som en N-channel. (de har større indre modstand). Det er der dog efterhånden udviklet, så det er mere realistisk at anvende den type.		Den tekniske årsag til at [[MOSFET transistor\|MOSFET]] ikke er så nemme at arbejde med til en H-Bro er nemlig det at der kræves noget der kan trække op mod forsyningen (som en PNP-transistor). Her er den tilsvarende en [[P-kanals MOSFET\|P-channel MOSFET]], men de har bare den ulempe, at de ikke er så gode til at tænde for strømmen som en [[N-kanals MOSFET\|N-channel]]. (de har større indre modstand). Det er der dog efterhånden udviklet, så det er mere realistisk at anvende den type.

	Der så en anden ulempe, som man må tage højde for, nemlig det at der er en lille forsinkelse i kredsløbet, hvilket gør at man er nødt til at lægge en lille forsinkelse ind, hvis man vil bruge et signal til at styre H-Broen med, i stedet for selv at sikre i softwaren at der ikke sker kortslutning ved at slukke for det ene sæt inden man tænder det andet. Det giver en enklere elektrisk styring, så man kunne lave H-broen som følger:		Der så en anden ulempe, som man må tage højde for, nemlig det at der er en lille forsinkelse i kredsløbet, hvilket gør at man er nødt til at lægge en lille forsinkelse ind, hvis man vil bruge et signal til at styre H-Broen med, i stedet for selv at sikre i softwaren at der ikke sker kortslutning ved at slukke for det ene sæt inden man tænder det andet. Det giver en enklere elektrisk styring, så man kunne lave H-broen som følger:

Bar: /* Referencer */

2022-11-03T19:48:37Z

Referencer

← Ældre version		Versionen fra 3. nov. 2022, 21:48
Linje 449:		Linje 449:
	==Referencer==		==Referencer==
	<references />		<references />

			{{analog}}

	[[Kategori:Analog Kredsløb]]		[[Kategori:Analog Kredsløb]]

Bar: /* Referencer */

2022-10-24T19:23:53Z

Referencer

← Ældre version		Versionen fra 24. okt. 2022, 21:23
Linje 448:		Linje 448:

	==Referencer==		==Referencer==
	<references />		<references />

	[[Kategori:Analog Kredsløb]]		[[Kategori:Analog Kredsløb]]

Bar: 1 version importeret

2022-10-24T18:18:23Z

1 version importeret

← Ældre version	Versionen fra 24. okt. 2022, 20:18
(Ingen forskel)

htx_>Bar: /* Software biblioteker til stepmotoren */

2021-04-12T19:33:28Z

Software biblioteker til stepmotoren

Vis ændringer