Крутимо мотор!

Ну яка ж модель авто обходиться без двигуна!? Яку навантаження ми можемо підключати безпосередньо до виходу МК, а яку ні? В цьому матеріалі ми дізнаємось що таке біполярний транзистор і як він працює. А також навчимося керувати двигуном за допомогою мікроконтролера. 

Першим ділом ми повинні визначитись з вантажною спроможністю лінії порту, заглянемо в даташит!

Виходячи з графіків, встановимо максимально можливий ток лінії порту в 20мА.

Отже: напруга нашого порту 5В, а ток 0,02А… да… двигуну нашої машинки не вистачить…

Як же нам "посилити" нашу лінію порту? Допоможе нам у цьому біполярний транзистор (БПТ). Бувають вони двох видів прямої провідності p-n-p і зворотної провідності n-p-n. Ось їх умовні графічні позначення…

Для прозвонки транзистора використовуємо спрощену «діодну» модель…

За допомогою мультиметра можна косвенно перевірити працездатність транзистора (найбільш точний результат дає «Токова перевірка напівпровідникових переходів»), а також у більшості випадків прозвонка допоможе визначити цоколёвку.

А ось як протікають токи в транзисторах…

В нашому уроці ми будемо розглядати n-p-n БПТ зворотної провідності. БПТ має три основні схеми включення. Наведемо їх…

Вся ідея полягає в тому, що транзистор здатен пропустити через себе більший ток, ніж може забезпечити наша лінія порту! Більш того, ми можемо запустити наш двигун напругою вище, ніж живлення МК! Просто підбираємо підходящий транзистор за параметрами і…

Використовуючи схему включення БПТ з загальним емітером намалюємо схему включення двигуна…

Виберемо транзистор. У даному випадку нас цікавлять три основні параметри Iк, Uкэ, h21э (насправді їх значно більше):
Uкэ – максимальна напруга між виводами колектор і емітер;
Iк – максимальний ток, який може протікати через вивід колектора;
h21э – коефіцієнт посилення за током (величина безрозмірна).

Отже. З живленням поки нічого мудрувати не будемо. У нас є акумулятор. Його напруга 6В. Отже Vcc = 6В. Вибір параметра Uкэ: він повинен бути більшим за напругу акумулятора, з запасом. Наприклад 15 - 30В.

З током колектора простіше. Наш двигун під навантаженням споживає 500мА. Приймемо Iк = 500мА.

Наприклад, у нашій машинці використовувалися транзистори SS8550, SS8050, C2328, A928 зі схожими параметрами Uкэ = 30В, Iк = 1,5-2А, h21э = 100…300.

У мене, невідомо звідки, знайшлися три штуки SS8050. Їх я й буду використовувати. Uкэ = 25В і Iк = 1,5А. Коефіцієнт посилення за током h21э вказаний у даташиті як 100…300.

У зв'язку з тим, що під впливом різних факторів h21э може зменшуватись, зазвичай вибирають найменше значення. Приймемо h21э = 100.

Залишається розрахувати схему

Незважаючи на те, що наш двигун буде працювати в холосту, встановимо максимальний ток колектора Iк = 0,5А.

Ток бази пов'язаний з током колектора наступною формулою: Iб = Iк/h21э.

Отже, отримаємо Iб = 0,5/100 = 0,005А = 5мА. Результат не перевищує максимально можливий ток лінії порту. Значить, вважаємо далі.

Знаючи ток бази розрахуємо базовий резистор R1. З виводу МК надходить +5В.

Розмірковуємо так: На переході база-еміттер падає 0,7 вольта. Значить решта впаде на резисторі R1, т.е. 4,3В. Знаючи напругу і ток, обчислимо опір R1 = 4,3В/0,005А = 860 Ом.

Ну от! Ми вже готові їхати! Правда, тільки поки вперед… і гальмів немає…