ساخت ترمز فعال الکتروموتور با ترانزیستور «ماس‌فت»

.

.

.

برای چیره شدن بر چالش «موتورهایی که به موقع از چرخش بازنمی‌ایستند»، راه حل‌های مختلفی وجود دارد. البته، ما به عنوان دوستدار الکترونیک، قصد استفاده از «لقمه ترمز» یا دیگر روش‌های مکانیکی را نداریم و هدف‌مان ارایه‌ی یک راه حل عملی الکترونیکی برای حل این چالش است. در این راه حل یک افزاره‌ی فعال الکترونیکی، یعنی ترانزیستور اثر میدانی از نوع MOSFET، قلب مدار را تشکیل می‌دهد. در این مدار دو عدد از این افزاره به کار گرفته می‌شود.

این مدار به شکل‌های مختلف، اما با اساسی یک‌سان، در «سلاح‌های بادی الکتریکی» (Electric Soft Air Gun) به کار می‌رود. مدار دارای دو مسیر برای گذر جریان است: مسیر یکم از طریق ماسفت 1 که فرمان چرخش موتور را می دهد، و مسیر دویّم از راه ماسفت 2 که توان الکتریکی تولیدی توسط خود موتور را، پس از قطع جریان، تخلیه می کند.

 علت استفاده از این مدار در سلاح های بادی الکتریکی این است که به فاصله‌ی بسیار کوتاهی پس از رهاکردن ماشه‌ی سلاح، موتور از کار باز‌ایستاده شود و سامانه‌ی گلنگدن بیکار شود تا از آغاز چرخه‌ی مجدد شلیک، پیش‌گیری شود.

.

.

خط مثبت باتری مستقیم به پایانه‌ی مثبت موتور و به یکی از اتصالات ماشه (یک کلید فشاری) وصل شده است. با کشیدن ماشه، ولتاژ مثبت به گیت ماسفت تیپ منفی 1 وارد شده و آن را به حالت هدایت می‌برد. در نتیجه، پایانه‌ی منفی موتور به خط منفی باتری وصل شده و موتور به کار می‌افتد. با رها کردن ماشه، خازن مدار یک پالس منفی روی گیت ماسفت تیپ مثبت 2 می فرستد که سبب هدایت آن و بسته شدن مسیر  D-S آن می شود. به این ترتیب دو سر موتور اتصال کوتاه شده و نیروی الکتروموتوری حاصل از ادامه‌ی چرخش محور موتور به سرعت در ماسفت 2 به صورت گرما تلف شده و سبب ترمز شدن موتور در زمانی بسیار کوتاه می گردد.

هم در مسیر راه‌اندازی موتور و هم در مسیر ترمزکردن آن از «پی.تی.سی. فیوز» های ویژه‌ای استفاده شده که جریان عبوری را در حد بیشینه 6/5 آمپر محدود می‌کنند. در این فیوزها از ویژگی «مقاومت با ضریب حرارتی مثبت» (PTC = Positive Coeficient Temperature) استفاده شده است. مقدار اهمی مقاومت این افزاره‌ها در حالت سرد بودن بسیار کم است و با گرم شدن (مثلاً بر اثر عبور جریان زیاد) مقاومت‌شان افزایش پیدا می کند و همین خاصیت است که آنها را برای محدود کردن جریان مناسب ساخته است.

در این مدار، دیود 1 از نوع P6KE27CA و دیود 2 از تیپ 1N5819 دیودهای ضداختلال سریع هستند که ضربه‌های ولتاژ بالایی را که ممکن است بر اثر کارکرد الکتروموتور ایجاد شوند، با سرعت بالا، پیش از آن که به ماسفت‌ها آسیب بزنند، سرکوب می‌کنند.

این مدار به طور دایمی با باتری های تغذیه‌کننده‌ی آن در ارتباط است، اما تا هنگامی که ماشه کشیده نشده، هیچ جریانی مصرف نمی‌کند. این موضوع برای تجهیزات قابل حمل و نقلی که از این مدار در آنها استفاده بشود، حایز اهمیت است، زیرا دوام باتری را طولانی‌تر خواهد کرد.

 ویژگی‌ها و مشخصات فنی این مدار در جدول‌های زیر جمع‌بندی شده‌اند.

.

.

.

این مدار را می‌توان با استفاده از افزاره‌های نصب سطحی (اس.ام.دی.) در اندازه‌ای بسیار کوچک مونتاژ کرد. تصویرهای زیر نمونه‌ای از طرح مونتاژ مدار با این افزاره‌ها را نشان می‌دهد. همان طور که دیده می‌شود، مدار روی یک تکه فیبر مدارچاپی دو رو مونتاژ می‌شود.

.

.

در تصویر زیر مراحل مونتاژ از چپ به راست و از بالا به پایین دیده می‌شود. در گام نخست ماسفت‌ها لحیم می‌شوند و سپس خازن و مقاومت و دیودها. فیوزها افزاره‌های سیم‌دار هستند. سطح بدنه‌ی آنها را برای حفاظت، با قطعه‌هایی از لوله‌های پلاستیکی مخصوصی که با گرمادیدن خودشان را جمع می‌کنند، می‌پوشانند. سر‌سیم‌ها به صورتی که در تصویر دیده می شود، شکل داده می‌شوند.

.

.

در گام آخر، سیم‌ها و ارتباط‌ها لحیم می شوند و نهایتاً، کلّ فیبر آماده شده در لوله‌ی پلاستیکی جمع‌شوی دیگری بسته‌بندی می‌شود.

.

.

.

همین مدار را می توان با افزاره‌های سیم‌دار نیز ساخت و   در هر صورت باید به یاد داشت که کارکرد بی نقص این مدار در بازه‌ی ولتاژی 8 تا 16 ولت تضمین می‌شود، اما با ولتاژی زیر 7/2 ولت به درستی کار نخواهد کرد.

مقدار و نوع افزاره‌ها روی شماتیک مدار داده شده است. فیوزهای ساخت شرکت Bourns هستند. مقاومت ها همگی یک‌چهارم وات هستند، به‌استثنای مقاومت 3 که باید از نوع یک وات انتخاب شود.

.

ساخت مدار با افزاره‌های سیم‌دار

دستگاه را می توان به سرعت روی یک «بِرِد بورد» ساخت و کارکرد آن را مورد آزمایش قرار داد.

.

.

پس از آن، ساخت مدار روی یک تکه فیبر پرسوراخ (ویروبورد Veroboard) به سادگی مانند نمونه‌ی زیر قابل اجرا است

.

.

از این مدار می توان در جاهای گوناگونی، مانند پروژه های روباتیک، سامانه‌های خورشید پیرو، و فوکاس اپتیک دوربین‌ها، بهره‌گیری کرد.

.

.

مطالب مرتبط:

 

.

.

www.etesalkootah.ir ||   2017-05-15 © 

2015 www.etesalkootah.ir  © All rights reserved.

تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح "اتصال کوتاه دات آی آر" بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل "کلیک" به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح "www.etesalkootah.ir" بعنوان منبع مجاز است.

.