晶体管选型-如何使用-有什么中文资料面包板社区

H桥马达控制器（H-Bridge Motor Controlle）非常简单，用起来也非常有趣，像小时候玩风车一样。但是，马达是工业应用的基础，用起来并不简单。本项目电路中的 NPN 晶体管可为马达提供更大电流，这样我们就可以使用较小电压来切换马达，使用较大电压驱动马达，让马达获得更高转速和更大力矩。但是，一定要确保马达工作于安全功率和要求电压范围内。该电路中的开关可由微型控制器取代，可通过PWM技术控制马达的转速。当然，也可以控制马达让其在一个方向旋转。也可以再增加一个晶体管，这次我们使用 P-N-P 型，并通过一个二极管来保护这两个晶体管，免受来自马达的感性负载影响。晶体管与二极管组合可消除马达的感性负载影响为电路正常工作，需下拉引脚2为 LOW，并为引脚3加上一个PWM信号。电路中，两个晶体管通过推、拉电流，为马达提供更大的力矩，实现更高的效率。这下，我们开始提到的问题出现了，那就是如何让让马达转向。这也不难，把电路复制一下，再增加几个元件就解决了。不过，电路看起来有些复杂。这个电路中，Q1、Q2为P-N-P晶体管，Q3、Q4为N-P-N晶体管，P-N-P晶体管导通时基极的R1 or R2必须下拉为 LOW，N-P-N晶体管工作时基极的R3 or R4必须上拉为 HIGH。这里，PNP和NPN晶体管必须为匹配良好的对管，电流和电压大小要根据马达尺寸来选择，这取决于马达是用于小玩具或者个人爱好，而2N2222A NPN晶体管、2N2907A PNP晶体管可提供中等性能。也可以使用NPN型2N3904晶体管和PNP型2N3906晶体管, 但是性能表现不佳，而ZTX1049A NPN型晶体管和ZTX968 PNP型晶体管的表现最佳。对于像RC类的较大型DC马达，NPN型的TIP120、TIP121和TIP122，PNP型的TIP125、TIP126、TIP127能够承受5A工作电流，以及高达8A的峰值电流。但是一定要使用散热片，这些晶体管的外形也非常大，封装形式TO-220。通过下拉为LOW（接地），D2、D4可打开或关断一个指定的 PNP 晶体管(Q1 or Q2 )。 D3、D5为PWM或常态数字输出，将其上拉为HIGH（接VCC）可打开晶体管(Q3 or Q4 )。如果想让马达转向，这也简单。上拉D4为HIGH，下拉D5为LOW，D2也为LOW，为D3施加一个PWM信号，或者将其上拉为HIGH，看看发生了什么？上拉D2为LOW开关Q1，上拉D5为High，或为其加上一个PWM信号，打开Q4、Q2、Q3并保持关闭。现在，电路就开始向Q1推、拉电流，经过马达，再经过Q4流向地，使马达按照一定方向转圈，我们称之为正向。相反，如果D2 HIGH，D4 LOW, D5 LOW，D3 HIGH或者添加一个PWM信号，使电流从Q2流出，再通过马达的流向Q3，这就有效的改变了马达的方向。不过，有些情况会导致电池短路，例如： D2 LOW，D5 High 或PWM状态 D4 LOW，D3 High 或PWM状态这两种状态会导致电池电压直接与“地”短路，因此千万别使用这两个组合。下面是Arduino开发板代码： /* * Example code to use with DIY H-Bridge ( One Motor ) * Another second motor will need another H-Bridge, and control pins * * Maker and IOT Ideas 2020 (MakerIOT2020) */ /* Define control pins */ const int fwd_enable=2; const int fwd_pwm=3; const int rev_enable=4; const int rev_pwm=5; void setup() { // Set pin Modes, while preventing accidental short of supply digitalWrite(fwd_enable,HIGH); digitalWrite(rev_enable,HIGH); // force PNP transistors to stay off; digitalWrite(fwd_pwm,LOW); digitalWrite(rev_pwm,LOW); // force NPN transistors to stay off; // now set the pin mode. pinMode(fwd_enable,OUTPUT); pinMode(rev_enable,OUTPUT); pinMode(fwd_pwm,OUTPUT); pinMode(rev_pwm,OUTPUT); } void stop_all() { /* This will stop everything, * allowing the motor to run free or coast) * */ digitalWrite(fwd_pwm,LOW); digitalWrite(rev_pwm,LOW); digitalWrite(fwd_enable,HIGH); digitalWrite(rev_enable,HIGH); } void motor_fwd() { /* * Makes the motor run “forward” * If you find that it actually reverses your motor, * please swap the physical wiring at the motor once. * It should now work correctly forever … */ digitalWrite(rev_enable,HIGH); digitalWrite(rev_pwm,LOW); // Make sure about the states of the other side of the // H-Bridge, to prevent shorts digitalWrite(fwd_enable,LOW); digitalWrite(fwd_pwm,HIGH); // Motor will now be on and running, at a fixed speed } void motor_fwd_pwm(int motor_speed) { digitalWrite(rev_enable,HIGH); digitalWrite(rev_pwm,LOW); // Make sure about the states of the other side of the // H-Bridge, to prevent shorts digitalWrite(fwd_enable,LOW); analogWrite(fwd_pwm,motor_speed); } void motor_rev() { digitalWrite(fwd_enable,HIGH); digitalWrite(fwd_pwm,LOW); // Make sure about the states of the other side of the // H-Bridge, to prevent shorts digitalWrite(rev_enable,LOW); digitalWrite(rev_pwm,HIGH); // Motor will now be on and running, at a fixed speed } void motor_rev_pwm(int motor_speed) { digitalWrite(fwd_enable,HIGH); digitalWrite(fwd_pwm,LOW); // Make sure about the states of the other side of the // H-Bridge, to prevent shorts digitalWrite(rev_enable,LOW); analogWrite(rev_pwm,motor_speed); } void motor_brake() { /* * This will brake the motor, or make it slow down */ digitalWrite(fwd_enable,HIGH); digitalWrite(rev_enable,HIGH); digitalWrite(fwd_pwm,HIGH); digitalWrite(rev_pwm,HIGH); } void motor_brake_intervals(int brakes = 2) { // this will brake the motor x times, default of 2 // delay used here for ease of explanation, feel free to change // this to millis for (int i = 0; i < brakes; i++) { motor_brake; delayMicroseconds(10); stop_all(); delayMicroseconds(10); } // and allow motor to run free stop_all(); } void loop() { // Sample use // Start with a stopped motor stop_all(); // go forwards motor_fwd(); delay(2000); // brake and stop motor_brake_intervals(5); // reverse direction motor_rev(); delay(2000); // brake and stop motor_brake_intervals(5); // PWM slow to fast for (int i = 155; i < 255; i+=10) { motor_fwd_pwm(i); delay(100); } // brake and stop motor_brake_intervals(5); delay(500); // Reverse fast to slow 155 ; i-=10) { motor_rev_pwm(i); } // brake and stop motor_brake_intervals(5); delay(500); stop_all; }

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