3 सरल डीसी मोटर स्पीड नियंत्रक सर्किट समझाया

एक सर्किट जो एक उपयोगकर्ता को एक संलग्न पोटेंशियोमीटर को घुमाकर कनेक्टेड मोटर की गति को रैखिक रूप से नियंत्रित करने में सक्षम बनाता है, को मोटर गति नियंत्रक सर्किट कहा जाता है।

डीसी मोटर्स के लिए गति नियंत्रक सर्किट बनाने में 3 आसान यहां प्रस्तुत किए गए हैं, एक MOSFET IRF540 का उपयोग कर, दूसरा IC 555 का उपयोग कर और तीसरा अवधारणा IC 556 के साथ टॉर्क प्रोसेसिंग की विशेषता है।

डिजाइन # 1: Mosfet आधारित डीसी मोटर स्पीड नियंत्रक

एक बहुत ही शांत और आसान डीसी मोटर गति नियंत्रक सर्किट का निर्माण एक एकल मच्छर, एक अवरोधक और एक पॉट का उपयोग करके किया जा सकता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

BJT एमिटर फॉलोवर का उपयोग करना

जैसा कि देखा जा सकता है कि इस कॉन्फ़िगरेशन के बारे में अधिक जानने के लिए, मस्जिद को एक स्रोत अनुयायी या एक सामान्य नाली मोड के रूप में धांधली की जाती है इस पोस्ट को देखें , जो BJT संस्करण पर चर्चा करता है, फिर भी कार्य सिद्धांत समान है।

उपरोक्त डीसी मोटर नियंत्रक डिजाइन में, पॉट समायोजन, मस्जिद के गेट के पार एक अलग संभावित अंतर पैदा करता है, और मस्जिद का स्रोत पिन बस इस संभावित अंतर के मूल्य का अनुसरण करता है और तदनुसार वोल्टेज को मोटर में समायोजित करता है।

इसका मतलब है कि स्रोत हमेशा 4 या 5V गेट वोल्टेज से पीछे रहेगा और इस अंतर के साथ ऊपर / नीचे होता है, जिससे मोटर में 2V और 7V के बीच एक अलग वोल्टेज पेश होता है।

जब गेट वोल्टेज 7V के आसपास होता है, तो स्रोत पिन मोटर को न्यूनतम 2V की आपूर्ति करेगा, जिससे मोटर पर बहुत धीमी गति से स्पिन होगी, और 7V स्रोत पिन के पार उपलब्ध होगा जब पॉट समायोजन फाटक के पार पूरे 12V उत्पन्न करता है मस्जिद।

यहां हम स्पष्ट रूप से देख सकते हैं कि मस्जिद स्रोत पिन गेट का 'अनुसरण' करती है और इसलिए इसका नाम स्रोत अनुयायी है।

ऐसा इसलिए होता है क्योंकि मस्जिद के गेट और सोर्स पिन के बीच का अंतर हमेशा 5 वी के आसपास होना चाहिए, ताकि मस्जिद को बेहतर तरीके से संचालित किया जा सके।

वैसे भी, उपरोक्त कॉन्फ़िगरेशन मोटर पर एक चिकनी गति नियंत्रण को लागू करने में मदद करता है, और डिजाइन काफी सस्ते में बनाया जा सकता है।

एक BJT का उपयोग मस्जिद के स्थान पर भी किया जा सकता है, और वास्तव में BJT मोटर के पार लगभग 1V से 12V की उच्च नियंत्रण सीमा का उत्पादन करेगा।

वीडियो डेमो

जब समान रूप से और कुशलता से मोटर की गति को नियंत्रित करने की बात आती है, तो एक PWM आधारित नियंत्रक आदर्श विकल्प बन जाता है, यहां हम इस ऑपरेशन को लागू करने के लिए एक सरल सर्किट के बारे में और अधिक सीखेंगे।

डिजाइन # 2: IC 555 के साथ PWM DC मोटर कंट्रोल

PWM का उपयोग करके एक साधारण मोटर गति नियंत्रक के डिजाइन को निम्नानुसार समझा जा सकता है:
प्रारंभ में जब सर्किट संचालित होता है, तो ट्रिगर पिन एक तर्क कम स्थिति में होता है क्योंकि कैपेसिटर C1 चार्ज नहीं होता है।

उपरोक्त स्थितियां दोलन चक्र की शुरुआत करती हैं, जिससे आउटपुट लॉजिक में बदल जाता है।
एक उच्च आउटपुट अब संधारित्र को D2 के माध्यम से चार्ज करने के लिए मजबूर करता है।

आपूर्ति के 2/3 वोल्टेज स्तर तक पहुंचने पर, # 6 पिन करें जो आईसी ट्रिगर की दहलीज है।
पल पिन # 6 ट्रिगर, पिन # 3 और पिन # 7 reverts तर्क कम करने के लिए।

कम से कम # 3 पिन के साथ, C1 फिर से D1 के माध्यम से निर्वहन करना शुरू कर देता है, और जब C1 के पार वोल्टेज उस स्तर से नीचे गिर जाता है जो आपूर्ति वोल्टेज का 1/3 है, तो पिन # 3 और पिन # 7 फिर से उच्च हो जाते हैं, जिससे चक्र का अनुसरण होता है और दोहराते चले जाओ।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि, C1 में डायोड D1, D2 के माध्यम से चार्जिंग और डिस्चार्जिंग की प्रक्रिया के लिए दो अलग-अलग सेट पथ हैं और क्रमशः बर्तन द्वारा निर्धारित प्रतिरोध हथियारों के माध्यम से।

इसका अर्थ है चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान C1 द्वारा सामना किए जाने वाले प्रतिरोधों का योग वही रहता है कि बर्तन कैसे सेट किए जाते हैं, इसलिए पुट आउट की नाभि हमेशा एक समान रहती है।

हालाँकि, चार्जिंग या डिस्चार्जिंग समय अवधि उनके रास्तों में सामने आने वाले प्रतिरोध मूल्य पर निर्भर करती है, पॉट विवेकपूर्ण रूप से इन समय अवधि को अपने समायोजन के अनुसार निर्धारित करता है।

चूंकि चार्ज और डिस्चार्ज टाइम पीरियड्स सीधे आउटपुट ड्यूटी चक्र के साथ जुड़ा हुआ है, यह पॉट के समायोजन के अनुसार बदलता रहता है, आउटपुट पर इच्छित भिन्न पीडब्लूएम दालों को रूप देता है।

चिह्न / अंतरिक्ष अनुपात का औसत परिणाम PWM आउटपुट को जन्म देता है जो बदले में मोटर की डीसी गति को नियंत्रित करता है।

पीडब्लूएम दालों को एक मच्छर के द्वार पर खिलाया जाता है जो पॉट की स्थापना के जवाब में कनेक्टेड मोटर करंट को प्रतिक्रिया और नियंत्रित करता है।

मोटर के माध्यम से वर्तमान स्तर इसे गति तय करता है और इस प्रकार पॉट के माध्यम से नियंत्रित प्रभाव को लागू करता है।

आईसी से आउटपुट की आवृत्ति की गणना सूत्र के साथ की जा सकती है:

एफ = 1.44 (वीआर 1 * सी 1)

आवश्यकता या लोड करंट के अनुसार मस्जिद का चयन किया जा सकता है।

प्रस्तावित डीसी मोटर गति नियंत्रक का सर्किट आरेख नीचे देखा जा सकता है:

प्रोटोटाइप:

वीडियो परीक्षण प्रमाण:

उपरोक्त वीडियो क्लिप में हम देख सकते हैं कि आईसी 555 आधारित डिज़ाइन का उपयोग डीसी मोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए कैसे किया जाता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, हालांकि बल्ब पीडब्लूएम के जवाब में पूरी तरह से काम करता है और इसकी चमक न्यूनतम चमक से अधिकतम कम तक भिन्न होती है, मोटर नहीं करता है।

मोटर शुरू में संकीर्ण पीडब्लूएम का जवाब नहीं देता है, बल्कि पीडब्लूएम के उच्च पल्स चौड़ाई में समायोजित होने के बाद एक झटके से शुरू होता है।

इसका मतलब यह नहीं है कि सर्किट में समस्याएं हैं, इसका कारण यह है कि डीसी मोटर आर्मेचर को मैग्नेट की एक जोड़ी के बीच कसकर आयोजित किया जाता है। एक शुरुआत शुरू करने के लिए आर्मेचर को चुंबक के दो ध्रुवों पर अपने रोटेशन को कूदना पड़ता है जो धीमी और कोमल गति के साथ नहीं हो सकता है। इसे एक जोर के साथ शुरू करना होगा।

इसीलिए मोटर को शुरू में पीडब्लूएम के लिए एक उच्च समायोजन की आवश्यकता होती है और एक बार रोटेशन शुरू होने के बाद कुछ गतिज ऊर्जा प्राप्त होती है और अब धीमी गति को प्राप्त करना संकरी पीडब्लूएम के माध्यम से संभव हो जाता है।

हालांकि, अभी भी, बमुश्किल चलती धीमी स्थिति के लिए रोटेशन प्राप्त करना उसी कारण से असंभव हो सकता है, जैसा कि ऊपर बताया गया है।

मैंने अपनी पूरी कोशिश की कि मैं प्रतिक्रिया को बेहतर बना सकूँ और पहले चित्र में कुछ संशोधन करके पीडब्लूएम नियंत्रण को कम से कम संभव बना सकूँ।

यह कहने के बाद, मोटर धीमे स्तरों पर एक बेहतर नियंत्रण दिखा सकता है यदि मोटर को गियर या चरखी प्रणाली के माध्यम से लोड के साथ जोड़ा या खींचा जाता है।

ऐसा हो सकता है क्योंकि लोड एक स्पंज के रूप में कार्य करेगा और धीमी गति समायोजन के दौरान एक नियंत्रित आंदोलन प्रदान करने में मदद करेगा।

डिजाइन # 3: बढ़ी हुई गति नियंत्रण के लिए आईसी 556 का उपयोग करना

एक डीसी मोटर वेग का भिन्न होना ऐसा प्रतीत नहीं हो सकता है कि यह इतना कठिन नहीं है और आपको इसके लिए बहुत सारे सर्किट मिल सकते हैं।

हालांकि ये सर्किट कम मोटर गति पर लगातार टोक़ स्तरों की गारंटी नहीं देते हैं, जिससे कामकाज काफी अक्षम हो जाता है।

अपर्याप्त टोक़ के कारण बहुत कम गति के अलावा, मोटर स्टाल जाता है।

एक और गंभीर खामी यह है कि इन सर्किटों के साथ कोई मोटर रिवर्सल फीचर शामिल नहीं है।

प्रस्तावित सर्किट उपरोक्त कमियों से पूरी तरह से मुक्त है और सबसे कम संभव गति पर भी उच्च टोक़ स्तर उत्पन्न और बनाए रखने में सक्षम है।

सर्किट ऑपरेशन

इससे पहले कि हम प्रस्तावित PWM मोटर नियंत्रक सर्किट पर चर्चा करें, हम सरल विकल्प को भी सीखना चाहेंगे जो इतना कुशल नहीं है। फिर भी, यह यथोचित रूप से अच्छा माना जा सकता है जब तक कि मोटर पर भार अधिक न हो, और जब तक गति न्यूनतम स्तर तक कम न हो जाए।

आंकड़ा दिखाता है कि कनेक्टेड मोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए एक एकल 556 आईसी को कैसे नियोजित किया जा सकता है, हम विवरण में नहीं जाते हैं, इस कॉन्फ़िगरेशन का एकमात्र उल्लेखनीय दोष यह है कि मोटर की गति के लिए टोक़ सीधे आनुपातिक है।

प्रस्तावित हाई टॉर्क स्पीड कंट्रोलर सर्किट डिज़ाइन पर वापस आते हुए, यहाँ हमने एक के बजाय दो 555 IC का प्रयोग किया है या एक IC 556 में एक पैकेज में दो 555 IC होते हैं।

सर्किट आरेख

मुख्य विशेषताएं

संक्षेप में प्रस्तावित डीसी मोटर नियंत्रक निम्नलिखित दिलचस्प विशेषताएं शामिल हैं:

स्टालिंग के बिना, गति शून्य से अधिकतम तक लगातार सही हो सकती है।

टोक़ कभी भी गति के स्तर से प्रभावित नहीं होता है और न्यूनतम गति के स्तर पर भी स्थिर रहता है।

मोटर घुमाव को दूसरे के एक अंश के भीतर फ़्लिप या उलट दिया जा सकता है।

मोटर घुमाव की दोनों दिशाओं में गति परिवर्तनशील है।

दो 555 आईसी दो अलग-अलग कार्यों के साथ सौंपा गया है। एक खंड 100 Hz वर्ग की तरंग घड़ियों को उत्पन्न करने वाले एक दृष्टांत मल्टीविब्रेटर के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है जो पैकेज के अंदर पूर्ववर्ती 555 अनुभाग को खिलाया जाता है।

उपरोक्त आवृत्ति PWM की आवृत्ति निर्धारित करने के लिए जिम्मेदार है।

ट्रांजिस्टर ईसा पूर्व 557 एक निरंतर वर्तमान स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है जो अपने कलेक्टर हाथ पर आरोपित संधारित्र रखता है।

यह उपरोक्त संधारित्र में एक आरी-दाँत वोल्टेज विकसित करता है, जिसकी तुलना 556 IC के अंदर की गई है, जो कि दिखाए गए पिन-आउट पर बाहरी रूप से लगाए गए नमूना वोल्टेज के साथ है।

बाहरी रूप से लागू होने वाला नमूना वोल्टेज 0-12V चर वोल्टेज बिजली आपूर्ति सर्किट से प्राप्त किया जा सकता है।

556 IC पर लगाए गए इस अलग वोल्टेज का उपयोग आउटपुट पर दालों के PWM को अलग करने के लिए किया जाता है और जिसे अंततः कनेक्टेड मोटर के गति विनियमन के लिए उपयोग किया जाता है।

स्विच S1 का उपयोग मोटर की दिशा को तुरंत बदलने के लिए किया जाता है जब भी आवश्यकता होती है।

हिस्सों की सूची

• R1, R2, R6 = 1K,
• R3 = 150K,
• R4, R5 = 150 ओह्स,
• R7, R8, R9, R10 = 470 ओम,
• C1 = 0.1uF,
• C2, C3 = 0.01uF,
• C4 = 1uF / 25VT1,
• T2 = TIP122,
• T3, T4 = TIP127
• T5 = BC557,
• T6, T7 = BC547,
• D1 --- D4 = 1N5408,
• Z1 = 4V7 400mW
• IC1 = 556,
• एस 1 = एसपीडीटी टॉगल स्विच

उपरोक्त सर्किट निम्न मोटर चालक सर्किट से प्रेरित था जो कि इलेक्टोरल इलेक्ट्रॉनिक इंडिया पत्रिका में लंबे समय से प्रकाशित हुआ था।

आईसी 555 का उपयोग करके मोटर टोक़ को नियंत्रित करना

पहले मोटर नियंत्रण आरेख को मोटर रिवर्सल ऑपरेशन के लिए डीपीडीटी स्विच का उपयोग करके, और गति नियंत्रण कार्यान्वयन के लिए एक एमिटर अनुयायी ट्रांजिस्टर का उपयोग करके बहुत सरल बनाया जा सकता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

सिंगल ओप एम्प का उपयोग करके सटीक मोटर कंट्रोल

एक अत्यंत परिष्कृत या जटिल नियंत्रण d.c. मोटर को एक ऑप-एम्प और एक टैको-जनरेटर का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। ऑप-एम्प को वोल्टेज संवेदी स्विच के रूप में धांधली की जाती है। नीचे प्रदर्शित सर्किट में, जैसे ही टैको-जनरेटर का आउटपुट प्रीसेट संदर्भ वोल्टेज से कम होता है, स्विचिंग ट्रांजिस्टर को चालू किया जाता है और मोटर को 100% बिजली प्रदान की जाएगी।

ऑप amp की स्विचिंग कार्रवाई संदर्भ वोल्टेज के चारों ओर केवल कुछ मिलीवोल्ट में होगी। आपको एक दोहरी बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होगी, जो कि सिर्फ जेनर स्थिर हो सकती है।

यह मोटर नियंत्रक यांत्रिक बाधाओं के किसी भी रूप को शामिल किए बिना असीम रूप से समायोज्य सीमा को सक्षम करता है।

ऑप amp आउटपुट केवल +/- 10% आपूर्ति रेल स्तर का है, इस प्रकार एक डबल एमिटर फॉलोअर विशाल मोटर गति को नियोजित कर सकता है।

संदर्भ वोल्टेज को थर्मिस्टर्स, या एक LDR आदि के माध्यम से तय किया जा सकता है। एक आरसीए 3047A सेशन amp के उपयोग से बने सर्किट आरेख में संकेतित प्रयोगात्मक सेट, और टैको-जनरेटर के रूप में एक 0.25W 6V मोटर जो 13000 आरपीएम के लिए लगभग 4V उत्पन्न होता है इरादा प्रतिक्रिया।