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光控直流电机正反转电路设计

作者:dolphin时间:2017-09-21浏览次数:518

光控直流电机正反转电路设计

1、前言

该电路结构简单,容易制作,灵敏度较高,能够基本实现通过环境的明暗变化来控制直流电机的正、反转功能。在此控制电路基础上,如果加上相应机械传动装置,即可广泛运用于生活中的自动控制场合。
该设计是基于对电机控制方法的进一步探究。目前,大多数直流电机的控制都是由开关来实现的,如厨房中的抽油烟机即是如此,需要由人去拨动开关来完成其排风扇的正、反转。那么,是否可以找到更加智能的方法来实现对直流电机正、反转的自动控制呢?
2、设计方案
设计思想:利用光电容极管将外界环境的明暗变化转换为逻辑量,通过施密特触发器及微分电路得到脉冲信号,触发单稳态触发器,最后,利用功率驱动环节驱动直流电机的转动。
系统设计的原理图如下图所示。

1、 传感器部分
选用3DU33光敏三极管,其与光电二极管相比,实质上是在后者基础上加了一级放大,从而大大提高了光电转换的灵敏度。对3DU33,光电流IL≥2mA,暗电流ICEO≥0.3uA,击穿电压U(BR)CE≥50V,饱和压降UCE≤0.3V。其高电低平可以通过上拉电阻进行调节。
光敏三极管Q1受光照而导通,输出端A为“0”,施密特触发器U1A输出端B为“1”;
若环境由亮渐渐变暗,光敏三极管Q1由导通变为截止,A点变为“1”,经施密特触发器U1A整形后,输出端B由“1”变为“0”,其下降沿经C1、R1形成一负脉冲D,触发单稳态触发器翻转至暂稳态,其输出端F为+6V,使电机正转;
若环境由暗渐渐变亮,光敏三极管Q1由截止变为导通,B点由“0”变为“1”,反相器 U1B输出端C点由“1”变为“0”,其下降沿经C4、R4形成一负脉冲E,触发单稳态触发器翻转至暂稳态,其输出端G为+6V,使电机反转;
若环境不变时,A、B点无变化,F、G输出均为“0”,电机不转。

2、 脉冲调制和单稳态触发器部分
选用CMOS集成施密特触发器CC40106,结合微分电路构成脉冲调制电路,输出脉冲信号Ui。

光控直流电机正反转电路的原理图

选用NE555构成单稳态触发器。脉冲信号Ui由2脚输入,当Ui下降沿来到时,电路被触发,立即由稳态翻转到暂态。在暂稳态期间,电路由电容C充电,充电时间T=RC。当暂稳态结束后,再通过C放电回到稳态,等待新的触发信号。

3、 直流电机驱动电路
选用L293芯片作直流电机的驱动,起到一定隔离作用,以避免直接接入电机而使前置电路受到影响。

3、电路调试
首先,将直流电机直接接+6V直流电源,使其转动,改变极性,检测其是否可以正、反转。
根据实际需要确定正、反转时间,从而调整两个单稳态触发器的输出脉宽Tw。根据公式
Tw=1.1R3·C2〔或Tw=1.1R5·C5〕
适当选择R、C的值。
将光敏三极管、直流电机接入电路,接+6V直流电源。当用黑纸遮住光电管时,电机应正转;当将黑纸拿开时,电机应反转。如果电机不转,应检查电路接线,通过调节R1提高光控灵敏度;若电机转向反了,可以将电机的两根输入引线对调即可。



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vaioshop · 2017-09-25 12:27:16

学习一下。

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