อยากทราบเกี่ยวกับวงจร H-Bridge

[nonthawat]

อยากทราบเกี่ยวกับวงจร  H-Bridge ใว้ใช้ทำอะไรครับ   และไม่ทราบว่ามีการทำงานอย่างไร ใช้ขับมอเตอร์ได้มั้ยครับ (ถ้ามีวงจรด้วยจะดีมากครับ) พอดีไม่ค่อยรู้ดรื่องอ่ะครับ ขอบคุณครับ....

[BenQ]

การควบคุมทิศทางการหมุนของ DC Motor (ตอนที่ 3)
สร้างวงจร H-Bridge Switching จาก Transistor

ทรานซิสเตอร์.... เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ (Semiconductor device) ที่เราสามารถนำคุณสมบัติของการ Cutoff และการ Saturation มาประยุกต์ใช้งานเป็นสวิทช์ได้ และที่สำคัญ มันเป็นสวิทช์อิเล็กทรอนิกส์ ที่เราสามารถควบคุมการปิด/เปิด ได้ .....

จากรูปด้านซ้ายมือเป็นวงจรสาธิตแบบง่าย ๆ โดยการนำทรานซิสเตอร์ มาเป็นสวิทช์ควบคุมมอเตอร์ หลักการคิดง่าย ๆ ก็คือ เมื่อเราป้อนกระแส Ib ด้วยปริมาณที่มากพอ ก็จะทำให้ทรานซิสเตอร์ทำงาน (On) จะทำให้กระแส Ic ไหล แปลว่ามีกระแสไหลผ่านมอเตอร์ได้ (กระแส Ib จะต้องมากเพียงพอที่จะทำให้ทรานซิสเตอร์อยู่ในสภาวะ "อิ่มตัว" ได้)

ในสภาวะ อิ่มตัว (Saturation mode) นี้ ทรานซิสเตอร์จะทำงานเหมือนกับสวิทช์ปิดวงจร ค่าความต้านทานระหว่างขา C และขา E จะมีค่าเข้าใกล้ศูนย์ กระแส Ic ที่ไหลจะมีค่าเข้าใกล้ Ic(max)

ในสภาวะ คัตออฟ (Cutoff mode) นี้ จะเกิดขึ้นเมื่อเราหยุดจ่ายกระแส Ib ( Ib = 0) ทรานซิสเตอร์จะทำงานเหมือนกับสวิทช์เปิดวงจร ค่าความต้านทานระหว่างขา C และขา E จะมีค่าเป็นอนันต์ กระแส Ic จะมีค่าเข้าใกล้ศูนย์

ข้อดีของการนำทรานซิสเตอร์ มาประยุกต์ใช้งานเป็นสวิทช์นั้น น่าจะเป็นส่วนของการควบคุม ที่สามารถตอบสนองจังหวะของการเปิด/ปิด สวิทช์ได้นับล้านครั้งต่อวินาที (ความเร็วในการตอบสนองมีหน่วยเป็น nS) และที่สำคัญ คือไม่ทำให้เกิดปัญหารบกวนจากสนามแม่เหล็ก อย่างรีเลย์....

วงจร...

[BenQ]

วงจรที่เราจะทดลองกันในคราวนี้ จะประกอบไปด้วย ทรานซิสเตอร์ Q1, Q2, Q3 และQ4 ทุกตัวใช้เบอร์ 2N2222A ส่วน R1, R2, R3 และR4 ใช้ค่าความต้านทาน 4.7k ทำหน้าที่จำกัดกระแส Ib ส่วนไดโอด D1, D2, D3 และD4 ใช้เบอร์ 1N4148 ทำหน้าที่ป้องกันกระแสไหลย้อนกลับจากมอเตอร์ ในขณะทรานซิสเตอร์หยุดทำงาน แหล่งจ่ายของวงจรจะใช้เป็น แบ็ทเตอร์รี่ขนาด 12v. หรือจาก Power Supply ก็ได้ครับ ส่วนมอเตอร์นั้นให้ใช้เป็นมอเตอร์ตัวเล็ก ๆ ในของเด็กเล่นครับ เนื่องจากจำกัดกระแสของวงจรเอาไว้ที่ 500 mA. ครับ...


กรณีที่ Q1 และ Q3 ทำงาน...

[BenQ]

เมื่อมีการจ่ายแรงดัน 12v. เข้าที่จุด A ทำให้มีกระแสไหลผ่าน R1 เข้าสู่ขา base ของ Q1 และมีกระแสไหลผ่าน R3 เข้าสู่ขา base ของ Q3 ทำให้ Q1 และ Q3 ทำงาน (On) เปรียบเสมือนสวิทช์ปิดวงจร ส่งผลให้มีกระแสไหลจากแหล่งจ่าย (12v.) ผ่านขา Collecter และEmitter ของ Q1 ผ่านเข้าสู่ขั้วบวก (+) ของมอเตอร์ ผ่านไปยังขา Collecter และEmitter ของ Q3 ทำให้มีกระแสไหลผ่านมอเตอร์ในทิศทางบวก และครบวงจร จึงทำให้มอเตอร์สามารถหมุน ในทิศทาง Forward ได้


กรณีที่ Q2 และ Q4 ทำงาน...

[BenQ]

เมื่อมีการจ่ายแรงดัน 12v. เข้าที่จุด B ทำให้มีกระแสไหลผ่าน R2 เข้าสู่ขา base ของ Q2 และมีกระแสไหลผ่าน R4 เข้าสู่ขา base ของ Q4 ทำให้ Q2 และ Q4 ทำงาน (On) เปรียบเสมือนสวิทช์ปิดวงจร ส่งผลให้มีกระแสไหลจากแหล่งจ่าย (12v.) ผ่านขา Collecter และEmitter ของ Q4 ผ่านเข้าสู่ขั้วลบ (-) ของมอเตอร์ ผ่านไปยังขา Collecter และEmitter ของ Q2 ทำให้มีกระแสไหลผ่านมอเตอร์ในทิศทางลบ และครบวงจร จึงทำให้มอเตอร์สามารถหมุน ในทิศทาง Reward ได้

สำหรับผู้ที่คิดจะทดลองทำวงจรนี้เล่นดู แต่กลัวว่าจะหาซ้ออุปกรณ์ไม่ได้นั้น ผมขอให้ทุกคนสบายใจได้ครับ ทุกอย่างมีขายในประเทศไทยครับ เพราะผมไม่ได้อุ๊ปอิ๊ปไปก๊อปฟรั่งมา (คือพอดีที่บ้านมีเบอร์นี้ครบ 4 ตัวน่ะครับ) ทรานซิสเตอร์ถ้าซื้อตามร้านอิเล็กทรอนิคส์ทั่วไป ราคาไม่น่าจะเกินตัวละ 5 บาท (ผมซื้อที่บ้านหม้อ ร้านโชคชัย ตัวละสองบาทกว่าๆ) ไดโอดตัวละ 3 บาท (ซื้อบ้านหม้อตัวละบาทเดียว) รีซิสเตอร์ ตัวละห้าสิบสตางค์ (ซ้อบ้านหม้อตกตัวละสิบสตางค์) เพราะฉะนั้น ถ้าอยากทำ ก้อทำเถอะครับ ทั้งวงจรตกสามสิบกว่าบาทเอง....

ระวัง!!! อย่าทำให้ทรานซิสเตอร์ทั้ง 4 ตัว ทำงานพร้อมกันอย่างเด็จขาด เพราะจะทำให้เกิดการลัดวงจร (ไม่เชื่อก็ลองจิ...)

ถึงแม้ว่าการสร้างวงจร H-Bridge switching จาก Transistor นั้นจะไม่มีปัญหา การรบกวนจากอำนาจสนามแม่เหล็ก และยังสามารถตอบสนองการทำงานได้เร็วมาก (เร็วกว่ารีเลย์แสนเท่า) แต่ก็ยังมีอุปกรณ์หลายตัว ทำให้วงจรมีขนาดใหญ่ และวุ่นวาย คราวหน้า ผมจะมาแนะนำวงจร H-Bridge Switching ที่อยู่ในรูปแบบของ IC ที่สามารถนำมาใช้งานได้ง่าย และสะดวกสบายกว่านี้ครับ (ที่ชมรมก็ใช้ตัวนี้ครับ) @^_^@

เครดิต >  http://www.mut.ac.th/~c_micro/knowledge/circuit/dc_con03.html