Bidirektionaler Motordriver für Breadboard MB-102 von AZ Delivery und andere
Motordriver
Breadboard von AZ Delivery
Der Motordriver ist ein kleines Board, das auf das Breakoutboard MB-102 von AZ Delivery und die meisten anderen passt, eine MOSFET Relaisschaltung umfasst und diese mit dem geringsten Platzbedarf realisiert, ohne dass man die Bauelemente platzieren und verdrahten müsste. Es ist für Gleichstrommotoren vorgesehen, die Spannungen von bis zu 30 V haben dürfen und Ströme bis 2 A. Der Motordriver wird durch zwei logische Signale gesteuert, von denen eines die Drehrichtung des Motors (Direction: im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt) bestimmt und das andere die Geschwindigkeit (Speed), wofür ein PWM (Pulse Width Modulation) Signal vorgesehen ist.
Wichtiger Hinweis: Der Motordriver wird in einer Konfiguration ausgeliefert, wo die Betriebsspannung kurzgeschlossen ist. Das ist dadurch bedingt, dass sich Plus und Masse, je nach Seite des Breadboards in unterschiedlichen Positionen befinden kann, entweder nahe den anderen Steckplätzen oder ganz außen. Vor Gebrauch sind zwei der vier Betriebsspannungspins zu kappen.
Abbildung 3: Kappen zweier Pins, wenn + außen
Abbildung 4: Kappen zweier Pins, wenn – außen
Technische Daten
Motor Spannung…………………….5 … 30 V
Motor Strom……………………….<2 A
Geschwindigkeitssignal……………..0 … 5 V (PWM)
Richtungssignal……………………5 V (40 mA)
Min. Zahl von Richtungsumschaltungen…500 000
Passendes Breadboard……………….AZ delivery MB-102 und andere
Vorbereitung
Halten Sie den Motordriver mit der Unterseite nach oben über die Position, an der er gesteckt werden soll. Sehen Sie nach, wo sich auf dem Breadboard die plus (rot markiert) und die Massenseite (blau markiert) befindet. Beide Varianten sind in der Abbildung gezeigt. Zwei Pins der zweireihigen Viereranordnung müssen gekappt werden, je nachdem, ob plus oder Masse ganz außen liegen.
Beachten Sie auch, dass die Spannungsversorgung auf dem Breadboard in zwei unabhängige Bereiche aufgeteilt ist, was man an den unterbrochenen Markierungsfarblinien sieht. Wenn Sie an einem Ende z. B. einen Arduino Nano angebracht haben, wobei der Mini USB Stecker nach außen weisen sollte und am anderen Ende einen oder mehrere Motordriver, so ist die Spannungsversorgung für den Motordriver sicherzustellen, indem man entweder beide Bereiche für die Spannungsversorgung verbindet, oder aber eine andere Spannungsquelle für den Sektor verwendet, auf dem sich der Motordriver befindet, die dann bis 30 V betragen kann (UB).
Für kleinere Motoren bis 12 V kann man für den Arduino die gleiche Spannungsquelle benutzen wie für die Motordriver. Bei größeren kann das zu Störungen am Arduino führen und man sollte die Spannungsversorgungen separat halten. Für den Modellbau eignen sich besonders Getriebemotoren von CADA oder LEGO Technik, die für 7 bis 9 V ausgelegt sind und 100 bis 300 mA Strom benötigen.
Schaltplan
Der Motordriver ist ein kompaktes Board, das die Geschwindigkeit des Motors mittels eines MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) regelt, der im Schaltbetrieb genutzt wird, was die Geschwindigkeitsregelung über ein PWM Signal (S speed) erlaubt. Der 10 K Widerstand stellt sicher, dass das Steuersignal immer wieder auf Masse gezogen wird und der Motor bei ausbleibendem PWM Signal stoppt. Die Richtung wird über ein doppeltwirkendes Relais gesteuert, das die Drehrichtung des Motors umkehren kann. Dazu ist ein zweites Steuersignal (D direction) notwendig, das 40 mA liefern muss (geht also nicht mit einem Arduino Zero oder Micro). Als viertes Bauelement enthält die Schaltung eine sog. Fly Back Diode, die die Schaltung vor Induktionsströmen schützt. Die beiden Motoranschlüsse (M motor) können je nach gewünschter Drehrichtung vertauscht werden.
Motordriver Schaltplan
Motordriver Schaltplan
Anwendungsbeispiel
Die folgende Abbildung zeigt den Motordriver in Kombination mit einem Arduino Nano, einem Motor und einer Batterie auf einem Steckboard:
Motordriver mit Nano auf einem Breadboard
Siehe P211102