معرفی کنترل موتور DC

کنترل موتور DC:
اگر قصد ساخت چیزی مانند ربات را داشته باشید که در آن موتور برای چرخش به کار رفته است، باید کنترل موتور را به صورت دقیق و قابل قبول انجام دهید.

در این موارد، موتورهای DC کاربرد فراوانی دارند. یکی از ساده ترین و ارزان ترین راه ها برای کنترل موتورهای DC، استفاده از ماژول L298 است.

با استفاده از این واسط در کنار آردوینو می توانید سرعت و جهت چرخش دو موتور DC را کنترل کنید. همچنین، با ماژول L298 می توانید موتورهای پله ای دوقطبی را به خوبی کنترل کنید. 

برای اینکه بتوانیم کنترل کاملی بر موتور DC داشته باشیم، باید سرعت و جهت چرخش آن را کنترل کنیم. با تلفیق این دو تکنیک می توان به این مهم دست یافت:

• مدولاسیون پهنای پالس (PWM) برای کنترل سرعت.
• پل اچ (H-Bridge) برای کنترل جهت چرخش.

مدولاسیون پهنای پالس برای کنترل سرعت:
سرعت یک موتور DC را می توان با تغییر ولتاژ ورودی آن کنترل کرد. یک روش معمول برای انجام این کار استفاده از PWM است.

مدولاسیون پهنای پالس روشی است که در آن مقدار متوسط ولتاژ ورودی با تولید دنباله ای از پالس های ON-OFF تنظیم می شود. ولتاژ متوسط متناسب با پهنای پالس ها، معروف به چرخه کاری (Duty Cycle)، است.

هرچه چرخه کاری بزرگ تر باشد، متوسط ولتاژ اعمال شده بر موتور DC بیشتر و در نتیجه سرعت بیشتر و هرچه چرخه کاری کمتر باشد، ولتاژ متوسط اعمال شده روی موتور DC کمتر و در نتیجه سرعت آن کمتر است.

تصویر زیر تکنیک PWM را با چرخه های کاری مختلف و ولتاژ متوسط متناظر با آن ها نشان می دهد.

پل اچ برای کنترل جهت چرخش:
جهت چرخش موتور DC را می توان با تغییر قطب ولتاژ ورودی آن کنترل کرد. یک روش معمول برای انجام این کار استفاده از «پل اچ» (H-Bridge) است.

مدار پل اچ شامل چهار سوئیچ است که موتور در مرکز آن قرار دارد و یک آرایش مانند حرف انگلیسی H را تشکیل می دهند.

بسته شدن همزمان دو کلید خاص، قطب ولتاژ اعمال شده به موتور را برعکس می کند و این امر باعث تغییر جهت چرخش موتور می شود.