Pourquoi utiliser un pont en H?

Pourquoi utiliser un pont en H?

Demi-pont et pont complet

Je comprends comment fonctionnent les demi-ponts et les ponts complets. Il me semble que le demi-pont n’est pas une option pour un moteur à courant continu car il ne peut être utilisé que pour créer du courant alternatif et non du courant continu. D’autre part, le pont complet peut être utilisé à la fois pour le CA et le CC. Ai-je raison ?

Pour le contrôle bidirectionnel d’un moteur à courant continu, vous avez généralement besoin d’un pont complet composé de quatre FET ou transistors. Chaque fil du moteur est connecté à un demi-pont où le transistor supérieur peut le conduire à l’alimentation positive ou le transistor inférieur peut le conduire à l’alimentation négative. En plaçant l’un des deux côtés en position haute et l’autre en position basse, vous pouvez faire tourner le moteur dans les deux sens.

Pour une commande unidirectionnelle, vous n’avez vraiment besoin que d’un seul FET ou transistor. Vous pouvez laisser un côté du moteur connecté en permanence à l’alimentation et utiliser le transistor pour connecter ou déconnecter l’autre côté.

Les demi-ponts qui ne sont pas emballés par paires comme les ponts complets sont quelque peu associés aux moteurs à courant alternatif, en particulier en raison de la situation des moteurs triphasés où vous finissez par avoir besoin de 3 demi-ponts. Dans ce cas, trois fils sortent du moteur, chacun d’entre eux étant piloté par son propre demi-pont et pouvant être connecté à l’un ou l’autre côté d’une alimentation en courant continu. Mais en modulant rapidement la largeur d’impulsion des demi-ponts, on peut produire quelque chose qui ressemble à une onde sinusoïdale alternative, et si les trois ponts le font dans une relation de phase appropriée (0, 120, 240 degrés), alors on peut faire tourner le moteur comme s’il était connecté à une dynamo alternative triphasée – mais avec l’avantage supplémentaire de pouvoir varier la fréquence de l’onde alternative synthétisée pour contrôler la vitesse.

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Double pont en H

Vous pouvez apprendre à construire des ponts en h à partir de nombreuses ressources en ligne et hors ligne. Après tout, ces circuits ne sont pas terriblement compliqués. Certaines de ces ressources sont bonnes, d’autres moins. Cependant, lorsque j’ai commencé à travailler avec elles, j’ai réalisé que beaucoup de mes expériences n’étaient pas documentées et que certaines des choses que j’ai apprises semblaient manquer dans ces descriptions. J’ai donc décidé d’écrire ce que j’ai appris et d’essayer d’organiser cette description dans une structure facile à comprendre mais complète.

Ce travail a commencé comme une série de trois parties que j’ai écrites, tout en développant le µModule H-bridge. Bien que le matériel actuel soit basé sur ces articles, il corrige de nombreuses erreurs et est largement étendu et mis à jour.

Mon intention est de couvrir plus de terrain que la plupart des articles que j’ai vus sur le sujet. Bien que je ne m’attende pas à ce que vous, cher lecteur, soyez familier avec les h-bridges ou les contrôleurs de moteurs en général, je me base sur la compréhension des circuits électriques de base. Donc si vous ne savez pas ce qu’est une résistance, une inductance ou un condensateur, si vous ne comprenez pas au moins les bases de l’analyse des circuits dans le domaine temporel et fréquentiel, vous ne lisez pas le bon article. Vous ne serez probablement pas en mesure de suivre la discussion. Mais si vous êtes intéressé par des informations de fond sur la commande des moteurs, si vous voulez comprendre les raisons qui sous-tendent les décisions de conception, si vous voulez acquérir des connaissances plus approfondies non seulement sur les ponts h, mais aussi sur ce qui se passe avant et après eux, vous avez trouvé votre place.

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H-bridge ic

Si vous voulez réaliser des projets avec des moteurs qui ont besoin de plus de puissance ou dont la vitesse doit être variable, vous utilisez généralement des modules avec ce que l’on appelle un H-bridge. Vous trouverez de tels modules sous la rubrique Motor Driver ou DC stepper. Dans de nombreux cas, notamment si vous les recherchez dans les boutiques en ligne, vous les trouverez sous la forme d’un double pont en H ou d’un pont en H double. Mais qu’est-ce qu’un H-bridge exactement et comment l’utiliser, cette question de base et toutes les autres questions sur l’utilisation de ces composants devraient être clarifiées par ce billet de blog.

Si vous commencez à chercher le H-bridge sur Internet, vous trouverez généralement deux définitions. L’une est celle du circuit dit en pont, l’autre celle du régulateur à quatre quadrants. Les deux sont des ponts en H, mais diffèrent sur quelques détails. À proprement parler, un pilote de moteur ou un stepper DC n’est pas un pont en H, mais un contrôleur à quatre quadrants. La comparaison permettra de comprendre pourquoi il en est ainsi.

Le premier pont en H présenté sur ce blog sera le circuit en pont. Il est également connu dans les milieux spécialisés sous les termes de circuit en H ou de quart, demi ou plein pont. Il est également désigné à tort dans certains forums comme un pont de mesure Wheatstone, mais ce n’est pas correct. Il y en a aussi, mais on entend par là autre chose.

Feedback geben

Pour cette expérience, nous allons contrôler un moteur en utilisant l’extension PWM. Pour ce faire, nous utiliserons une puce H-Bridge et lui enverrons les signaux de commande appropriés avec l’extension PWM. Le H-Bridge se chargera ensuite de faire tourner le moteur. En cours de route, nous apprendrons exactement comment fonctionnent les H-Bridges et nous créerons d’autres classes qui tireront parti de celles que nous avons créées précédemment. Pour aller plus loin, nous allons brancher trois interrupteurs et programmer l’Omega pour qu’il contrôle la vitesse et la direction du moteur en fonction de leurs positions.

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Le plus simple de tous les moteurs, les moteurs à courant continu tournent lorsqu’une tension continue leur est appliquée. On trouve ce type de moteur dans les drones, les outils électriques et les robots. Un moteur à courant continu peut changer de vitesse et de direction en fonction de la quantité de puissance qui lui est fournie et de la direction dans laquelle elle est appliquée.

Le moteur à courant continu utilise un champ magnétique généré par un électroaimant pour faire tourner l’armature d’un moteur. L’électro-aimant est activé par l’application d’une tension. Ainsi, lorsque l’alimentation est activée, le champ magnétique qu’il génère amène l’induit (une bobine de fil) à générer son propre champ magnétique, ces champs se repoussent mutuellement et font tourner l’induit.