Diseñe un controlador de motor barato de 1.5V / 12V DC para estudiantes de secundaria

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Estoy presentando circuitos eléctricos a los estudiantes de secundaria de grado 9 como parte de un tema de ingeniería dedicado. Los estudiantes no tienen exposición previa a circuitos eléctricos.

Como parte de este módulo, quiero diseñar un controlador de motor para que los estudiantes construyan, ya sea utilizando una tabla de pruebas o un soldador. El controlador del motor es necesario para conducir algunos elementos mecánicos más adelante en el curso.

Los motores en cuestión son los motores de hobby DC que se muestran a continuación. Mi elección se basa en el precio (estos motores cuestan $ 1 / ea en liquidación).

1.5VDC,650mA M-13-2270-1.5V

12VDC,650mA MF-26CS-18165-12.0V

Requisitos

Mi problema es diseñar un controlador de motor de CC con las siguientes especificaciones:

  • Bidireccional (avance y marcha atrás)
  • Control mediante pulsadores / conmutadores. Ya sea un par de botones "adelante / atrás", o un botón de dirección "adelante / atrás" y un botón "ir".
  • Maneje cualquiera de los dos tipos de motor: 1.5VDC, 650 mA M-13-2270-1.5 V o 12 VDC, 650mA MF-26CS-18165-12.0V . Estoy planeando usar los motores de 1.5V para accionar pequeños mecanismos de engranajes, y el motor de 12V como un "cabrestante" para un modelo de elevador.
  • Barato: menos de $ 5 en partes. Más barato es mejor. Se puede presumir un tamaño de clase de 30 estudiantes, por lo que puedo ordenar piezas a granel en lotes de 50 o 100, lo que debería ayudar con el costo.
  • Preferiblemente con capacidad de tablero para que las partes se puedan reutilizar para los estudiantes del próximo año.

Posibles soluciones

He considerado un CI de puente Quad Half-H SN754410 que está disponible a bajo costo ($ 0.80 / ea a granel de eBay, es decir, Hong Kong). Sin embargo, esto tiene un voltaje de salida de 4.5-36 VCC. Creo que esto puede hacer que el motor de 1.5V emita humo.

Por otro lado, consideré un puente H construido a partir de de transistores discretos baratos como el 2N2222. Sin embargo, no estoy seguro de los límites de potencia de dicho puente en H. También involucra al menos una docena de partes, lo que puede ser un poco difícil para los estudiantes que nunca han tratado con electrónica antes.

El problema

¿Qué transistores, circuitos integrados u otros componentes de conmutación puedo usar para construir una unidad de motor de CC que maneje 1.5 & ¿Motores de 12 VDC? Si puedo tener una idea de los componentes principales, puedo diseñar todas las cosas auxiliares (interruptores, resistencias de polarización, lo que tenga) yo mismo.

Debe ser barato (necesitamos 30 de ellos) y debe ser construido por los estudiantes de Grado 9 y su maestro. (No soy el profesor.)

Si la tensión de salida del SN754410 se pudiera reducir para que sea amigable con un motor de 1.5 VCC, sería una manera muy fácil de resolver mi problema.

Yo mismo tengo muy poca experiencia práctica en electrónica, pero estoy dispuesto a RTFM si se me indica.

La escuela puede hacer PCB's básicos en una máquina fresadora si es necesario.

    
pregunta Li-aung Yip

2 respuestas

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Una forma simple sería usar un interruptor DPDT usando la siguiente distribución. También puede incluir un botón después de la batería si es necesario para una operación momentánea y también hay interruptores disponibles que tienen una posición central que está apagada. Solo asegúrate de usar un interruptor de romper antes de hacer para que no tengas pantalones cortos:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el PeterJ
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Estoy buscando algo similar para un robot controlado por microcontrolador que necesita manejar dos pequeños motores de CC que creo que operan a alrededor de 1.5v. Hasta hace poco solo estaba familiarizado con el L293D (puente H doble) que se considera un controlador de motor de bajo voltaje, pero no lo suficientemente bajo para mi aplicación. Se me recomendó que estudie el uso de un controlador Mosfet ya que pueden manejar voltajes más bajos. Por suerte, encontré uno que puede manejar un rango de voltajes de suministro de 0 a 11 voltios. No sé si llego tarde a esta pregunta o no, pero es posible que desee examinar los instrumentos DRV8835 de Texas. Texas Instruments DRV8835

Hay disponibles controladores de motor prefabricados que utilizan este circuito integrado y también hay interrupciones que puede obtener para poder soldar el IC. Es un paquete relativamente pequeño, por lo que sería mucho más fácil integrarlo si ya está vinculado a una ruptura.

Parece que Ti está vendiendo esto a 70 centavos por unidad, pero si estoy leyendo bien, eso es asumiendo que estás comprando 1000 de ellos. Es probable que haya otros proveedores que los vendan en menor cantidad. Espero que esta respuesta haya ayudado.

Editar. Para agregar a lo anterior, ya que estaba buscando una solución similar cuando encontré este hilo, terminé encontrando un paquete 8835 ya montado e incluyendo los otros componentes esenciales completos con instrucciones de uso en Pololu. Van por $ 4.49 cada uno y soportan un rango de voltaje de 0 a 11 voltios. Tomé uno y lo implementé con éxito en un pequeño robot que cabe en la palma de mi mano impulsado por dos pequeños motores de CC. esta unidad fue fácil de conectar y funciona muy bien, es posible que desee comprobarlo. DRV8835 Dual Motor Driver Carrier

También estoy usando un hilo en el foro Arduino.cc como informe de progreso, hay una especie de imagen fea de mi robot (hasta ahora) si tienes curiosidad. Robot minúsculo que usa el controlador 8835 Tenga cuidado con el uso de bridas y cinta eléctrica. Es un prorotipo;)

    
respondido por el Steve Robey

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