Pololu 2136 - DRV8801 Однощеточный двигатель постоянного тока с драйвером

Обзор

Держатель драйвера однощеточного двигателя постоянного тока DRV8801 с размерами.

Texas Instruments’ DRV8801 — это миниатюрная ИС драйвера двигателя с мостовой схемой H-типа, которую можно использовать для двунаправленного управления одним щеточным двигателем постоянного тока при напряжении от 8 до 36 В. Она может непрерывно обеспечивать ток силой до 1 А и выдерживать пиковые токи до 2,8 А в течение нескольких секунд, что делает ее хорошим выбором для небольших двигателей, работающих от относительно высоких напряжений. Поскольку эта плата является носителем DRV8801, мы рекомендуем внимательно прочитать техническое описание DRV8801 (1 МБ pdf). Плата поставляется укомплектованной всеми SMD-компонентами, включая DRV8801.

Если вам нужен двухканальный драйвер с аналогичным диапазоном рабочего напряжения, рассмотрите наш держатель A4990. Для более низковольтных альтернатив DRV8801 рассмотрите наши двухмоторные держатели драйверов DRV8833 и DRV8835.

Функции

• Приводит в действие один щеточный двигатель постоянного тока
• Напряжение питания двигателя: 8–36 В
• Напряжение питания логики: 3,3–6,5 В
• Выходной ток: 1 А непрерывный (2,8 А пиковый)
• Простой интерфейс требует только двух линий ввода-вывода (одна для направления и другая для скорости)
• Выходной сигнал датчика тока пропорционален току двигателя (приблизительно 500 мВ на А)
• Входы совместимы с 3 В и 5 В
• Блокировка при пониженном напряжении и защита от перегрузки по току и перегрева

Использование драйвера двигателя

Минимальная схема подключения микроконтроллера к однощеточному драйверу двигателя постоянного тока DRV8801.

В типичном случае силовые соединения выполняются на одной стороне платы, а управляющие соединения — на другой. Помимо подключений двигателя и питания, единственными необходимыми контактами являются DIR и PWM (в техническом описании DRV8801 они называются PHASE и ENABLE соответственно). Сигнал ШИМ может быть подан на вывод PWM/ENABLE для достижения переменного управления скоростью в направлении, определяемом состоянием вывода DIR/PHASE. Несущая плата по умолчанию устанавливает ШИМ на низкий уровень, поэтому драйвер включается только тогда, когда на этот вывод подается сигнал высокого уровня. Вывод DIR не имеет определенного состояния по умолчанию, что означает, что выходы могут вести себя непредсказуемо, если вывод DIR останется отключенным, а вывод PWM будет иметь высокий уровень.

Вывод BRAKE определяет, будет ли двигатель тормозить или вращаться по инерции при низком уровне сигнала на выводе PWM (в техническом описании DRV8801 этот вывод называется MODE1). Несущая плата поднимает его, что соответствует торможению (оба выхода двигателя закорочены через землю). Установка низкого уровня на выводе BRAKE устанавливает выходы в режим движения по инерции всякий раз, когда на выводе PWM низкий уровень (оба выхода двигателя выключены). Обычно мы рекомендуем оставлять этот уровень высоким при подаче ШИМ-сигнала на вывод ШИМ для работы в режиме торможения приводом (или «медленного затухания»), поскольку это обычно обеспечивает более линейную зависимость между рабочим циклом ШИМ и скоростью двигателя, чем режим движения по инерции (или «быстрого затухания»), и может обеспечить лучшую производительность при низких рабочих циклах. Следующая таблица истинности показывает, как выводы PWM, DIR и BRAKE влияют на выходы драйвера:

Примечание:При торможении водитель тормозит на низкой скорости, поскольку вывод MODE2 микросхемы DRV8801 находится на низком уровне на несущей плате. Контакт MODE2 не виден пользователю.

TheСПАТЬЭтот вывод подтянут к высокому уровню на плате через резистор сопротивлением 10 кОм и может быть оставлен отключенным, если вы не хотите использовать энергосберегающий спящий режим DRV8801.

TheВИНАвывод представляет собой выход с открытым стоком, который микросхема переводит в низкий уровень всякий раз, когда возникает состояние перегрузки по току, перегрева или пониженного напряжения. На несущей плате на этом выводе имеется подтягивающий резистор, поэтому внешняя подтяжка не требуется. Обратите внимание, чтоВИНАконтакт — это только сигнал состояния, который не влияет на функциональность устройства, поэтому низкийВИНАсигнал не обязательно означает, что выходы драйвера отключены. Например, драйвер начнет работать нормально, как только напряжение питания двигателя превысит 8 В, ноВИНАВыходной сигнал будет низким до тех пор, пока напряжение питания двигателя не достигнет приблизительно 12 В. Более подробную информацию о том, как DRV8801 реагирует на неисправности и сообщает о них, см. в техническом описании.

Вывод CS выдает аналоговое напряжение, пропорциональное току двигателя (приблизительно 500 мВ на А).

Распиновка

Реальные соображения по рассеиванию мощности

В техническом описании DRV8801 рекомендуется максимальный непрерывный ток 2,8 А. Однако сама микросхема будет перегреваться при более низких токах. Например, в наших тестах при комнатной температуре без принудительной циркуляции воздуха чип смог выдавать 2,8 А в течение нескольких секунд, 1,4 А в течение примерно 30 с и 1,2 А в течение почти двух минут, прежде чем сработала тепловая защита чипа. Постоянный ток величиной 1 А на канал поддерживался в течение многих минут, не вызывая срабатывания тепловой защиты. Фактический ток, который вы можете подать, будет зависеть от того, насколько хорошо вы сможете поддерживать охлаждение привода двигателя. Печатная плата носителя предназначена для отвода тепла от микросхемы драйвера двигателя, но производительность можно улучшить, добавив радиатор. Наши испытания проводились при 100% рабочем цикле; ШИМ-управление двигателем приведет к дополнительному нагреву, пропорциональному частоте.

Этот продукт можно получитьгорячийдостаточно, чтобы обжечь вас задолго до того, как чип перегреется. Будьте осторожны при обращении с данным изделием и другими подключенными к нему компонентами.

Включенное оборудование

В комплект поставки драйвера двигателя DRV8801 входят два 1A—6-контактных разъема 0,1" для отсоединения штыревых разъемов, которые можно припаять для использования драйвера с макетными платами, макетными платами или 0,1" разъемами типа "мама". (Заглушки могут поставляться как единое целое 1A—12, которое можно разломить пополам.) На правом рисунке выше показаны две возможные ориентации платы при использовании этих штыревых выводов (видны части или видна шелкография). Вы также можете припаять выводы двигателя и другие соединения непосредственно к плате.

Схема

Принципиальная схема драйвера однощеточного двигателя постоянного тока DRV8801.

Эта схема также доступна для скачивания в формате PDF (157k pdf)