Pengatur kecepatan dan arah motor DC Arduino menggunakan relai dan mosfet

Dalam proyek ini kami mengontrol arah dan kecepatan motor arus tinggi 24v menggunakan Arduino dan dua relai. Tidak ada sakelar daya yang diperlukan untuk rangkaian ini, hanya dua tombol tekan dan di Potensiometer untuk mengontrol arah dan kecepatan Motor DC. Satu tombol akan memutar motor searah jarum jam dan lainnya akan memutar berlawanan arah jarum jam. Satu MOSFET n-channel diperlukan untuk mengontrol kecepatan motor. Relai digunakan untuk mengalihkan arah Motor. Ini mirip dengan sirkuit H-Bridge.

Komponen yang Diperlukan:

1. Arduino Uno
2. Dua relay 12v (relay 5v juga dapat digunakan)
3. Dua transistor; BC547
4. Dua tombol tekan
5. IRF540N
6. Resistor 10k
7. Sumber 24 volt
8. Potensiometer 10K
9. Tiga dioda 1N4007
10. Menghubungkan kabel

Diagram Sirkuit dan Penjelasan:

Diagram Sirkuit Proyek Kontrol Motor Dua Arah ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Buat koneksi sesuai dengan itu:

• Hubungkan terminal yang biasanya tertutup dari kedua relai ke terminal positif baterai.
• Hubungkan terminal yang biasanya terbuka dari kedua relai ke terminal pembuangan MOSFET.
• Hubungkan sumber MOSFET ke terminal negatif baterai dan ke pin ground Arduino UNO.
• Terminal gerbang ke PWM pin 6 Arduino.
• Hubungkan resistor 10k dari gerbang ke sumber dan dioda 1N4007 dari sumber ke drain.
• Hubungkan motor di antara terminal tengah relai.
• Dari dua terminal yang tersisa, satu menuju ke pin Vin Arduino Uno dan lainnya ke terminal kolektor transistor (untuk setiap relai).
• Hubungkan terminal emitor dari kedua transistor ke pin GND Arduino.
• Pin digital 2 dan 3 dari Arduino, masing-masing seri dengan tombol tekan, menuju ke basis transistor.
• Hubungkan dioda melintasi relai persis seperti yang ditunjukkan pada gambar.
• Hubungkan terminal ujung Potensiometer ke pin 5v dan pin Gnd Arduino masing-masing. Dan terminal wiper ke pin A0.
• ** jika Anda memiliki dua baterai 12 v terpisah, hubungkan satu terminal positif baterai ke terminal negatif baterai lain dan gunakan dua terminal yang tersisa sebagai positif dan negatif.

Tujuan Transistor:

Pin digital Arduino tidak dapat memasok jumlah arus yang dibutuhkan untuk menyalakan relai 5v normal. Selain itu kami menggunakan relay 12v dalam proyek ini. Pin Vin dari Arduino tidak dapat dengan mudah menyuplai arus sebanyak ini untuk kedua relai. Oleh karena itu transistor digunakan untuk mengalirkan arus dari pin Vin Arduino ke relay yang dikendalikan menggunakan tombol tekan yang dihubungkan dari pin digital ke terminal basis transistor.

Tujuan Arduino:

• Untuk memberikan jumlah arus yang dibutuhkan untuk menghidupkan relai.
• Untuk menghidupkan transistor.
• Untuk mengontrol Kecepatan Motor DC dengan Potensiometer menggunakan Programming. Periksa Kode Arduino lengkap di bagian akhir.

Kegunaan MOSFET:

MOSFET dibutuhkan untuk mengontrol kecepatan motor. MOSFET dinyalakan dan dimatikan pada tegangan frekuensi tinggi dan karena motor dihubungkan secara seri dengan pembuangan MOSFET, nilai tegangan PWM menentukan kecepatan motor.

Perhitungan Saat Ini:

Tahanan kumparan relay diukur menggunakan multimeter yang ternyata = 400 ohm

Pin Vin dari Arduino memberikan = 12v

Jadi kebutuhan arus untuk menghidupkan relay = 12/400 Amps = 30 mA

Jika kedua relai diberi energi, arus = 30 * 2 = 60 mA

** Pin Vin Arduino dapat mensuplai arus maksimum = 200mA.

Jadi tidak ada masalah arus berlebih di Arduino.

Cara Kerja Motor Bi-directional yang Dikendalikan Arduino:

Pengoperasian rangkaian Kontrol Motor 2 arah ini sederhana. Kedua pin (2, 3) Arduino akan selalu tinggi.

Jika tidak ada tombol yang ditekan:

Dalam hal ini tidak ada arus yang mengalir ke basis transistor, maka transistor tetap mati (bertindak seperti sakelar terbuka) karena tidak ada arus yang mengalir ke koil relay dari pin Vin Arduino.

Saat satu tombol tekan ditekan:

Dalam hal ini beberapa arus mengalir ke basis transistor melalui tombol tekan yang ditekan yang menyalakannya. Sekarang arus dengan mudah mengalir ke koil relay dari pin Vin melalui transistor ini yang menghidupkan relai ini (RELAY A) dan sakelar relai ini dilemparkan ke posisi NO. Sedangkan relay lainnya (RELAY B) masih dalam posisi NC. Jadi arus mengalir dari terminal positif aki ke terminal negatif melalui motor yaitu arus mengalir dari relai A ke relai B. Hal ini menyebabkan motor berputar searah jarum jam.

Saat tombol tekan lain ditekan:

Kali ini relai lain menyala. Sekarang arus dengan mudah mengalir ke koil relay dari pin Vin melalui transistor yang menghidupkan relai ini (RELAY B) dan sakelar relai ini dilempar ke posisi NO. Sedangkan relay lainnya (RELAY A) tetap berada pada posisi NC. Jadi arus mengalir dari terminal positif aki ke terminal negatif aki melalui motor. Namun kali ini arus mengalir dari relay B ke relay A. Hal ini menyebabkan putaran motor berlawanan arah jarum jam

Saat kedua tombol tekan ditekan:

Dalam hal ini arus mengalir ke basis kedua transistor karena kedua transistor menyala (bertindak seperti sakelar tertutup). Dan dengan demikian kedua relai sekarang dalam posisi NO. Jadi arus tidak mengalir dari terminal positif aki ke terminal negatif melalui motor sehingga tidak berputar.

Mengontrol Kecepatan Motor DC:

Gerbang MOSFET terhubung ke PWM pin 6 Arduino UNO. MOSFET dinyalakan dan dimatikan pada tegangan frekuensi PWM tinggi dan karena motor dihubungkan secara seri dengan drain MOSFET, nilai tegangan PWM menentukan kecepatan motor. Sekarang tegangan antara terminal penghapus potensiometer dan Gnd menentukan tegangan PWM pada pin no 6 dan saat terminal penghapus diputar, tegangan pada pin analog A0 berubah menyebabkan perubahan kecepatan motor.

Kerja lengkap dari kontrol Kecepatan dan Arah Motor Bi-directional Berbasis Arduino ini ditunjukkan dalam Video di bawah ini dengan Kode Arduino.