Gio 23 Ottobre, 13:41:36 - 2014

Autore Topic: Ponte H  (Letto 9463 volte)

0 Utenti e 1 Visitatore stanno visualizzando questo topic.

Offline Vegekou

  • Webmaster - Robottaro
  • Administrator
  • Direttore di Dipartimento
  • *******
  • Post: 2626
  • FeedBack: +114/-28
  • " ... Emiliano dice tutto gringo!"
    • Mostra profilo
    • Minisumo.net
Ponte H
« il: Mar 11 Settembre, 17:20:00 - 2007 »
Rileggendom il primo post mi sono accorto di aver sottointeso delle parti fondamentali per la realizzazione del progetto.
Ho introdotto la tematica del PWM senza aver specificato l'utilità in una scheda controllo motori.

Ed ecco l'aggiunta al post precedente:

Per poter gestire un motore c'è bisogno di un circuito elettronico capace di invertire la velocità degli stessi e permetterne, se possibile, anche una regolazione della velocità.

Tutto ciò è possibile attraverso il ponte H ed il PWM.

Il ponte H

Il ponte H è un particolare circuito, a forma di H che permette di invertire il verso di rotazione del motore attraverso l'utilizzo di 4 transistor.



Esistono due tipi di ponti H: i ponti H discreti, costituiti da componenti sparsi come transistor e diodi e i ponti H integrati, in questo caso tutto il circuito è racchiuso in un package plastico di tipo DIP (dual in-line package) o simile. I ponti H integrati sono molto versatili e, oltre a garantire una bassa occupazione di area nel circuito (in alcuni casi, come il SN754410 e l' L293D, contengono anche i diodi di ricircolo), hanno buone prestazioni (l' L298 può fornire fino a 2A per ponte), possono essere essere montati in parallelo per ottenere alte correnti e riescono a lavorare in un intervallo di tensioni di alimentazione molto ampio (da 6V a 48V circa a seconda del modello).


Nel nostro caso, come ho consigliato precedentemente nel post: http://www.soloingegneria.com/index.php?option=com_smf&Itemid=26&topic=825.msg9395#msg9395 , il driver più adatto ai nostri scopi è l' L298 capace di fornire 2A per ponte ed alimentare senza problemi i due motori da 12V ;)

Per il controllo della velocità è di fondamentale importanza il PWM che attraverso un onda quadra variabile permette di poter "regolare" la velocità del motore.

In aggunta al ponte H per poter rendere possibile tale operazione c'è bisogno di un invertitore tra le due uscite dei ponti in modo tale da permettere una generazione corretta di segnale tra le due parti del ponte.

Una figura esplicativa è questa proposta:



Dove il ponte H, costituito dall'integrato L293D, e le due porte invertenti sono in colegamento tra i transistor presenti.

Esistono due modalità di PWM quella "Sign-Magnitude PWM" dove il PWM viene inviato sulla porta dell'Enable, ed il "Locked Anti-phase PWM" dove viene inviato il segnale sulla porta invertente.

A seconda di come questo viene montato la regolazione della velocità è differente, in quanto nel "Sign-Magnitude PWM", quando il duty Cicle è:

0% il motore è fermo
50% Il motore va a metà del regime
100% Il motore va al massimo regime

Enable a 5V rotazione oraria
Eable a 0V rotazione antioraria

nel caso in cui il PWM fosse in modalità "Locked Anti-phase PWM":

0% duty Cicle il motore gira alla massima velocità in rotazione antioraria
50% duty Cicle il motore è fermo
100% duty Cicle il motore gira alla massima velocità in rotazione oraria

Enable 5V il ponte è abilitato
Enable 0V il ponte è disattivato
« Ultima modifica: Mar 11 Settembre, 17:36:57 - 2007 da Vegekou »
Ph.D. candidate in Systems Engineering - mail: bonghi AT dis . uniroma1 . it
Department of Systems Engineering and Control Theory,  Computer Science and Management Engineering "Sapienza", University of Rome
-
Webmaster di: { www.minisumo.net } - { www.soloingegneria.com } - { www.officinerobotiche.it } :: \small\dot{x}\sin \theta-\dot{y}\cos\theta=0

Offline Vegekou

  • Webmaster - Robottaro
  • Administrator
  • Direttore di Dipartimento
  • *******
  • Post: 2626
  • FeedBack: +114/-28
  • " ... Emiliano dice tutto gringo!"
    • Mostra profilo
    • Minisumo.net
Ponte H
« Risposta #1 il: Ven 28 Settembre, 20:02:34 - 2007 »
Dopo quasi 3 settimane di non attività sul progetto, finalmente porto il primo schema dedicato alla scheda per il controllo dei motori.

I componenti utilizzati come avevo anticipato in precedenza sono:

Ponte H: L298 http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/1773.pdf
Porte invertenti: 74HC14N http://w3.id.tue.nl/fileadmin/id/objects/E-Atelier/doc/Datasheets/74hcXX/74hc_hct14.pdf

4 LED Per una lettura rudimentale del verso di rotazione dei motori
1 LED per controllare che la scheda sia accesa (sempre utile :) )

4 Diodi di ricircolo secondo le specifiche richieste dal ponte H (pagina 6)

La scheda è predisposta per funzionare in modalità "Locked Anti-phase PWM" ed i ponti hanno possono lavorare con tensioni differenti da quelle della logica. (come trattato in questo topic: http://www.soloingegneria.com/index.php?option=com_smf&Itemid=26&topic=825.msg9395#msg9395)

Che ne pensate?

Ph.D. candidate in Systems Engineering - mail: bonghi AT dis . uniroma1 . it
Department of Systems Engineering and Control Theory,  Computer Science and Management Engineering "Sapienza", University of Rome
-
Webmaster di: { www.minisumo.net } - { www.soloingegneria.com } - { www.officinerobotiche.it } :: \small\dot{x}\sin \theta-\dot{y}\cos\theta=0

Offline Aruz

  • Studente
  • *
  • Post: 49
  • FeedBack: +2/-6
    • Mostra profilo
Ponte H
« Risposta #2 il: Dom 30 Settembre, 20:56:38 - 2007 »
ottima direi..l'unica cosa è vedere i motori da mettere xkè potremmo avere problemi con le correnti del 298 -.-

Offline Vegekou

  • Webmaster - Robottaro
  • Administrator
  • Direttore di Dipartimento
  • *******
  • Post: 2626
  • FeedBack: +114/-28
  • " ... Emiliano dice tutto gringo!"
    • Mostra profilo
    • Minisumo.net
Ponte H
« Risposta #3 il: Dom 30 Settembre, 21:01:05 - 2007 »
Per i motori vedo di informarmi al più presto ;)

In modo tale da valutare il motore più performante, ed adatto ai nostri scopi.
Ph.D. candidate in Systems Engineering - mail: bonghi AT dis . uniroma1 . it
Department of Systems Engineering and Control Theory,  Computer Science and Management Engineering "Sapienza", University of Rome
-
Webmaster di: { www.minisumo.net } - { www.soloingegneria.com } - { www.officinerobotiche.it } :: \small\dot{x}\sin \theta-\dot{y}\cos\theta=0

Offline Dymios

  • Webmaster
  • Administrator
  • Ricercatore
  • *******
  • Post: 455
  • FeedBack: +40/-6
    • Mostra profilo
    • Dymios Personal Pages
Ponte H
« Risposta #4 il: Mer 03 Ottobre, 20:24:30 - 2007 »
Secondo me non dovremmo avere alcun problema per quanto riguarda le correnti del 298...
2 A per un motore come quelli che dobbiamo usare bastano ed avanzano!
.:: Dymios ::.   -   WebMaster di SoloIngegneria - Minisumo.net

Offline Aruz

  • Studente
  • *
  • Post: 49
  • FeedBack: +2/-6
    • Mostra profilo
Ponte H
« Risposta #5 il: Mer 03 Ottobre, 21:01:25 - 2007 »
fidati ke conosco ki i due ampere dice ke son poki -.-
cmq dopo le serate su msn dico ke ci bastano e x sicurezza mettiamo un'aletta x dissipare il calore

Offline Vegekou

  • Webmaster - Robottaro
  • Administrator
  • Direttore di Dipartimento
  • *******
  • Post: 2626
  • FeedBack: +114/-28
  • " ... Emiliano dice tutto gringo!"
    • Mostra profilo
    • Minisumo.net
Ponte H
« Risposta #6 il: Dom 07 Settembre, 20:30:43 - 2008 »


Ecco il primo rendering 3D della scheda per il controllo motori, ancora la devo correggere che ha qualche difetto sulla dimensionamento delle piste, ma possiamo dire che oramai è pronta!

Più tardi (quanto ritorno a casa, adesso sto di corsa) pubblico le specifiche, che sono state pesantemente aggiornate rispetto alla precedente.

CIAO!
« Ultima modifica: Mar 09 Settembre, 20:07:43 - 2008 da Vegekou »
Ph.D. candidate in Systems Engineering - mail: bonghi AT dis . uniroma1 . it
Department of Systems Engineering and Control Theory,  Computer Science and Management Engineering "Sapienza", University of Rome
-
Webmaster di: { www.minisumo.net } - { www.soloingegneria.com } - { www.officinerobotiche.it } :: \small\dot{x}\sin \theta-\dot{y}\cos\theta=0

Offline Vegekou

  • Webmaster - Robottaro
  • Administrator
  • Direttore di Dipartimento
  • *******
  • Post: 2626
  • FeedBack: +114/-28
  • " ... Emiliano dice tutto gringo!"
    • Mostra profilo
    • Minisumo.net
Ponte H
« Risposta #7 il: Lun 08 Settembre, 22:18:38 - 2008 »
Ieri avevo promesso le caratteristiche della scheda e con un può di ritardo le rendo disponibili! ;)

  • Doppio ponte-H con L298
  • Corrante massima su motore DC 4A
  • Sensori per la lettura della corrente di carico sui motori
  • LED di controllo verso di rotazione
  • Disabilitazione ponte attraverso l'ENABLE
  • Dimensioni ancora da decidere :D

CIAO!
Ph.D. candidate in Systems Engineering - mail: bonghi AT dis . uniroma1 . it
Department of Systems Engineering and Control Theory,  Computer Science and Management Engineering "Sapienza", University of Rome
-
Webmaster di: { www.minisumo.net } - { www.soloingegneria.com } - { www.officinerobotiche.it } :: \small\dot{x}\sin \theta-\dot{y}\cos\theta=0

Offline Vegekou

  • Webmaster - Robottaro
  • Administrator
  • Direttore di Dipartimento
  • *******
  • Post: 2626
  • FeedBack: +114/-28
  • " ... Emiliano dice tutto gringo!"
    • Mostra profilo
    • Minisumo.net
Ponte H
« Risposta #8 il: Mar 09 Settembre, 20:22:12 - 2008 »
Ecco la scheda completa, ho dimensionato tutte le piste ed aggiunto il piano di massa. Assieme allo schema ecco anche lo sbroglio ed i rendering.

http://www.soloingegneria.com/dmdocuments/Explorer/H-Bridge/H-Bridge - Board.pdf
http://www.soloingegneria.com/dmdocuments/Explorer/H-Bridge/H-Bridge - Schematic.pdf



« Ultima modifica: Ven 12 Settembre, 16:17:18 - 2008 da Vegekou »
Ph.D. candidate in Systems Engineering - mail: bonghi AT dis . uniroma1 . it
Department of Systems Engineering and Control Theory,  Computer Science and Management Engineering "Sapienza", University of Rome
-
Webmaster di: { www.minisumo.net } - { www.soloingegneria.com } - { www.officinerobotiche.it } :: \small\dot{x}\sin \theta-\dot{y}\cos\theta=0

Offline Vegekou

  • Webmaster - Robottaro
  • Administrator
  • Direttore di Dipartimento
  • *******
  • Post: 2626
  • FeedBack: +114/-28
  • " ... Emiliano dice tutto gringo!"
    • Mostra profilo
    • Minisumo.net
Ponte H
« Risposta #9 il: Gio 11 Settembre, 01:27:25 - 2008 »
Disegni aggiornati (volevo caricarli stamattina, ma mi sono dimenticato :$ ero troppo impegnato XD )

Notte!
Ph.D. candidate in Systems Engineering - mail: bonghi AT dis . uniroma1 . it
Department of Systems Engineering and Control Theory,  Computer Science and Management Engineering "Sapienza", University of Rome
-
Webmaster di: { www.minisumo.net } - { www.soloingegneria.com } - { www.officinerobotiche.it } :: \small\dot{x}\sin \theta-\dot{y}\cos\theta=0

Offline Vegekou

  • Webmaster - Robottaro
  • Administrator
  • Direttore di Dipartimento
  • *******
  • Post: 2626
  • FeedBack: +114/-28
  • " ... Emiliano dice tutto gringo!"
    • Mostra profilo
    • Minisumo.net
Ponte H
« Risposta #10 il: Ven 12 Settembre, 16:12:05 - 2008 »
Non c'è niente da fare ho aggiornato per la terza volta la scheda del ponte-H

questa volta le modifiche si sono fatte più massive, ecco le nuove caratteristiche:

  • Doppio ponte-H con L298
  • Corrante massima su motore DC 4A
  • Alimentazione 9-24V e regolatore interno per la logica del L298
  • Sensori per la lettura della corrente di carico sui motori
  • LED di controllo verso di rotazione
  • Disabilitazione ponte attraverso l'ENABLE
  • Dimensioni 45 x 55 mm

Sono stati nuovamente dimensionati i diodi di ricircolo del ponte, in modo tale da permettere il corretto montaggio dei 1N4933

Per domenica dovrei mettermi a lavoro per la stampa del circuito! ;-)

CIAO!
Ph.D. candidate in Systems Engineering - mail: bonghi AT dis . uniroma1 . it
Department of Systems Engineering and Control Theory,  Computer Science and Management Engineering "Sapienza", University of Rome
-
Webmaster di: { www.minisumo.net } - { www.soloingegneria.com } - { www.officinerobotiche.it } :: \small\dot{x}\sin \theta-\dot{y}\cos\theta=0

Offline Vegekou

  • Webmaster - Robottaro
  • Administrator
  • Direttore di Dipartimento
  • *******
  • Post: 2626
  • FeedBack: +114/-28
  • " ... Emiliano dice tutto gringo!"
    • Mostra profilo
    • Minisumo.net
Ponte H
« Risposta #11 il: Dom 14 Settembre, 19:44:26 - 2008 »
Ed ecco finalmente il primo stampato! Oramai il robot è in via di realizzazione! :D

Mentre lavoravo con gli acidi!  :asd:  :sigaro:


scheda finita, pronta per il montaggio


Mi sono meritato una bella birretta  :birra:
Ph.D. candidate in Systems Engineering - mail: bonghi AT dis . uniroma1 . it
Department of Systems Engineering and Control Theory,  Computer Science and Management Engineering "Sapienza", University of Rome
-
Webmaster di: { www.minisumo.net } - { www.soloingegneria.com } - { www.officinerobotiche.it } :: \small\dot{x}\sin \theta-\dot{y}\cos\theta=0

Offline Vegekou

  • Webmaster - Robottaro
  • Administrator
  • Direttore di Dipartimento
  • *******
  • Post: 2626
  • FeedBack: +114/-28
  • " ... Emiliano dice tutto gringo!"
    • Mostra profilo
    • Minisumo.net
Ponte H
« Risposta #12 il: Mer 17 Settembre, 21:44:04 - 2008 »
Ed ecco a voi i primi test!  ;D ;D ;D

Il ponte completato! Finalmente!  :sigaro:


FUOCO ALLE POLVERI! :D


Particolare del ponte acceso! ;) (I led rosso e verde indicano il verso di rotazione)


Infine i consumi della scheda. Alimentata a 12V i motori "cosumano" 180mA


Scappo a cena! See ya :sigaro:
Ph.D. candidate in Systems Engineering - mail: bonghi AT dis . uniroma1 . it
Department of Systems Engineering and Control Theory,  Computer Science and Management Engineering "Sapienza", University of Rome
-
Webmaster di: { www.minisumo.net } - { www.soloingegneria.com } - { www.officinerobotiche.it } :: \small\dot{x}\sin \theta-\dot{y}\cos\theta=0

Offline Vegekou

  • Webmaster - Robottaro
  • Administrator
  • Direttore di Dipartimento
  • *******
  • Post: 2626
  • FeedBack: +114/-28
  • " ... Emiliano dice tutto gringo!"
    • Mostra profilo
    • Minisumo.net
Re: Ponte H
« Risposta #13 il: Dom 28 Settembre, 21:10:53 - 2008 »
Topic ricavato da: Motion Control - (La scheda per il controllo dei motori)

Questa discussione continua solo sul ponte-H

CIAO! ;)
Ph.D. candidate in Systems Engineering - mail: bonghi AT dis . uniroma1 . it
Department of Systems Engineering and Control Theory,  Computer Science and Management Engineering "Sapienza", University of Rome
-
Webmaster di: { www.minisumo.net } - { www.soloingegneria.com } - { www.officinerobotiche.it } :: \small\dot{x}\sin \theta-\dot{y}\cos\theta=0

Offline Vegekou

  • Webmaster - Robottaro
  • Administrator
  • Direttore di Dipartimento
  • *******
  • Post: 2626
  • FeedBack: +114/-28
  • " ... Emiliano dice tutto gringo!"
    • Mostra profilo
    • Minisumo.net
Re: Ponte H
« Risposta #14 il: Sab 11 Ottobre, 11:56:19 - 2008 »
Iniziamo con qualche test serio! stavolta vediamo come risponde il nostro caro ponte-H

Partiamo dal Banco prova


Com'è stato alimentato il ponte


Finalmente la prima misura fatta bene del tensioni che arrivano al motore. da questa foto si vede il ripple che arrivo al motore (le letture sono state filtrate a monte con un filtro RLC) siamo nell'ordine dei 10mV


In questa invece si riescono a vedere i ripple dovuti alle commutazioni del motore.


E con questo il più bel strumento che ho usato :D Con questo ho stimanto la caratteristica in frequenza del motore. I grafici arriveranno a breve :)

Ph.D. candidate in Systems Engineering - mail: bonghi AT dis . uniroma1 . it
Department of Systems Engineering and Control Theory,  Computer Science and Management Engineering "Sapienza", University of Rome
-
Webmaster di: { www.minisumo.net } - { www.soloingegneria.com } - { www.officinerobotiche.it } :: \small\dot{x}\sin \theta-\dot{y}\cos\theta=0