Je présente des circuits électriques aux élèves du secondaire de 9e année dans le cadre d'un sujet d'ingénierie dédié. Les étudiants n'ont aucune exposition préalable aux circuits électriques.

Dans le cadre de ce module, je souhaite concevoir un pilote de moteur pour les étudiants à construire, à l'aide d'une planche à pain ou d'un fer à souder. Le pilote du moteur est nécessaire pour conduire certains doodads mécaniques plus tard dans le cours.

Les moteurs en question sont les moteurs DC hobby illustrés ci-dessous. Mon choix est déterminé par le prix (ces moteurs coûtent 1 $ / ch en liquidation.)

1,5 V CC, 650 mA M-13-2270-1,5 V

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

Exigences

Mon problème est de concevoir un pilote de moteur CC selon les spécifications suivantes:

• Bi-directionnel (marche avant et marche arrière)
• Commande par boutons poussoirs / interrupteurs à bascule. Soit une paire de boutons "avant / arrière", soit une bascule de direction "avant / arrière" et un bouton "aller".
• Conduire une ou l' autre des deux types de moteur - 1,5 Vcc, 650 mA M-13-2270-1.5V ou 12 VDC, 650mA MF-26CS-18165-12.0V . Je prévois d'utiliser les moteurs 1,5 V pour actionner de petits mécanismes à engrenages, et le moteur 12 V comme «treuil» pour un modèle d'ascenseur.
• Bon marché - moins de 5 $ en pièces. Moins cher, c'est mieux. Une classe de 30 élèves peut être présumée, donc je peux commander des pièces en vrac en lots de 50 ou 100, ce qui devrait aider à payer.
• Planche à pain de préférence afin que les pièces puissent être réutilisées pour les étudiants de l'année prochaine.

Solutions possibles

J'ai envisagé un circuit intégré quadruple demi-H SN754410 qui est disponible à bon marché (0,80 $ / ch en vrac sur eBay, c'est-à-dire Hong Kong). Cependant, cela a une tension de sortie de 4,5 à 36 VCC. Je crois que cela peut provoquer l'émission de fumée par le moteur 1,5V.

D'un autre côté, j'ai considéré un pont en H construit à partir de transistors discrets bon marché comme le 2N2222. Cependant, je ne suis pas certain des limites de puissance d'un tel pont en H. Cela implique également au moins une douzaine de pièces, ce qui peut être un peu difficile pour les étudiants qui n'ont jamais traité d'électronique auparavant.

Le problème

Quels transistors, circuits intégrés ou autres composants de commutation puis-je utiliser pour construire un entraînement de moteur CC qui gère les moteurs 1,5 et 12 VCC? Si je peux me faire une idée des principaux composants, je peux concevoir moi-même tous les éléments auxiliaires (commutateurs, résistances de polarisation, etc.).

Il doit être bon marché (nous en avons besoin de 30) et être construit par les élèves de 9e année et leur professeur. (Je ne suis pas l'enseignant.)

Si la tension de sortie du SN754410 pouvait être réduite pour être compatible avec un moteur 1.5VDC, ce serait un moyen très facile de résoudre mon problème.

J'ai moi-même très peu d'expérience pratique en électronique mais je suis prêt à RTFM s'il est dirigé.

L'école peut fabriquer des PCB de base sur une fraiseuse si nécessaire.

Une façon simple serait d'utiliser un commutateur DPDT en utilisant la disposition suivante. Vous pouvez également inclure un bouton-poussoir après la batterie si nécessaire pour un fonctionnement momentané et il existe également des commutateurs disponibles dont la position centrale est désactivée. Assurez-vous simplement d'utiliser un interrupteur pause avant de faire pour ne pas avoir de short:

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Je recherche quelque chose de similaire pour un robot piloté par micro-contrôleur qui doit entraîner deux minuscules moteurs CC qui, je crois, fonctionnent à environ 1,5 V. Jusqu'à récemment, je ne connaissais que le L293D (pont double H) qui est considéré comme un pilote de moteur basse tension, mais pas assez bas pour mon application. On m'a conseillé d'étudier l'utilisation d'un pilote mosfet car ils peuvent gérer des tensions plus faibles. Heureusement, j'en ai trouvé un qui peut gérer une gamme de tensions d'alimentation de 0 à 11 volts. Je ne sais pas si je suis trop en retard sur cette question ou non, mais vous voudrez peut-être examiner les instruments Texas DRV8835. Texas Instruments DRV8835

Il existe des pilotes de moteur préfabriqués disponibles qui utilisent ce circuit intégré et il y a aussi des pannes que vous pouvez obtenir pour que le CI puisse être soudé. C'est un paquet relativement petit, il serait donc beaucoup plus facile de le mettre en place s'il est déjà attaché à une cassure.

Il semble que Ti les vende à 70 cents l'unité, mais si je lis bien, cela suppose que vous en achetez 1000. Il y a probablement d'autres vendeurs qui les vendront en plus petite quantité. J'espère que cette réponse vous a aidé.

Éditer. Pour ajouter à ce qui précède, comme je cherchais une solution similaire lorsque j'ai trouvé ce fil, j'ai fini par trouver un package 8835 déjà monté et comprenant les autres composants essentiels avec des instructions d'utilisation chez Pololu. Ils vont pour 4,49 $ chacun et prennent en charge une plage de tension de 0 à 11 volts. J'en ai ramassé un et je l'ai implémenté avec succès dans un petit robot qui tient dans la paume de ma main, entraîné par deux minuscules moteurs CC. cette unité était facile à brancher et elle fonctionne très bien, vous voudrez peut-être la vérifier. Support de pilote à deux moteurs DRV8835

J'utilise également un fil sur le forum Arduino.cc comme rapport de progression, il y a une sorte d'image laide de mon robot (jusqu'à présent) si vous êtes curieux. Petit robot utilisant le pilote 8835 Attention à l'utilisation des attaches zip et du ruban électrique. C'est un prorotype;)