مقدمه
یکی از درایور های معروف موتور در بازار، L293D است. در این مقاله قصد داریم نگاه دقیق تری به این تراشه بیندازیم و با نحوه ی عملکرد، شبیه سازی، ترتیب پایه ها و … آن ها آشنا شویم.
آشنایی با موتورها و درایور L293D
ولتاژ کاری موتور های متداول در بازار 5، 6، 9، 12 و یا 24 ولت است. بسته به نوع موتور و مشخصات آن، جریان مورد نیاز آن ها معمولا بین 100 میلی آمپر تا 5 آمپر است.
برای راه اندازی و استفاده از موتورها روش های مختلفی وجود دارد. برخی از موتور ها را می توان مستقیما به باتری یا منبع تغذیه متصل کرد. ولی این روش مناسبی برای راه اندازی موتور ها نیست، زیرا به محض اتصال آن ها به تغذیه، موتور با بیشترین سرعت خود شروع به کار می کند و شما هیچ کنترلی روی سرعت آن ندارید.
یکی دیگر از روش های راه اندازی موتورها، اتصال آن ها به پایه های GPIO میکروکنترولر ها است. مشکل این روش این است که ولتاژ پایه ی میکروکنترلرها معمولا 5 ولت (در برخی موارد 3.3 ولت و …) و جریان آن ها بسیار محدود است (در حدود چند ده میلی آمپر). در اکثر موارد این ولتاژ و جریان مناسب برای راه اندازی موتورها نمی باشد.
برای رفع این مشکلات و کنترل بهتر موتورها از درایور استفاده می شود تا بتوان سرعت، جهت چرخش، خاموش و روشن شدن و … آن ها را کنترل کرد.
درایور موتور، مدار واسطی بین میکروکنترولر و موتور است که ولتاژ و جریان مورد نیاز موتور را تامین می کند.
یکی از متداول ترین درایور های موتور، L293D است. دلایل زیادی مثل قیمت، اندازه ی مناسب، راه اندازی ساده، عملکرد مناسب، عدم نیاز به هیت سینک، عدم نیاز به مدار جانبی محافظ و … باعث محبوبیت این درایور در بین کاربران شده است.
L293D قادر به کنترل موتورهایی با ولتاژ کاری بین 5 تا 36 ولت و جریان مورد نیاز تا حدود 600 میلی آمپر است. اگرچه این درایور قادر به تامین جریان لحظه ای تا 1200 میلی آمپر است. فرکانس کاری این تراشه 5KHz است.
ویژگی ها و مشخصات L293D
L293 و L293D درایور های چهار کاناله ی half-H هستند. L293 طوری طراحی شده است که بتوانند جریان دو طرفه را تا نزدیک 1 آمپر تحمل کنند. این جریان برای L293D حدود 600 میلی آمپر است. در نتیجه این درایور ها نیازی به دیود خارجی برای محافظت از جریان معکوس ندارند.
هردوی این درایور ها طراحی شده اند تا انواع بار های سلفی از قبیل موتورهای پله ای دو قطبی و رله ها را کنترل کنند.
خروجی های این درایورها با ترانزیستورهای دارلینگتون تقویت شده است.
هرجفت از پایه های خروجی این درایور ها با یک پایه ی فعال ساز (enable)، فعال می شود.
دمای کاری این درایور ها بین 0 تا 70 درجه ی سلسیوس است.
دیگر قابلیت های درایور L293:
رنج ولتاژ زیاد بین 4.5 تا 36 ولت
ولتاژ منطقی جداگانه
محافظ نویز الکترواستاتیک
فیلتر نویزهای ورودی
جریان 1 آمپر برای هر کانال خروجی (600 میلی آمپر برای L293D)
تحمل جریان لحظه ای 2 آمپر برای هر کانال خروجی (1.2 آمپر برای
دیاگرام L293D
نمای کلی L293D در شکل زیر نشان داده شده است.
شبیه سازی L293D
H-bridge و Half-H
پل H یا همان H bridge یک مدار معروف الکترونیکی است. معمولا از این مدار برای کنترل موتور های DC در هر دو جهت استفاده می شود.
نامگذاری این مدار به “H bridge” به دلیل شکل ظاهری آن به حرف H است.
پل H از 4 سوئییچ الکتریکی تشکیل شده است. درصورتی که کلیدهای S1 و S4 بسته شوند (مطابق اولین شکل) و کلیدهای S2 و S3 باز باشند، ولتاژ مثبت به موتور اعمال می شود.
با باز کردن دو کلید S1 و S4 و بستن دو کلید S2 و S3، ولتاژ منفی به موتور اعمال می شود و باعث می شود که موتور برعکس حالت قبل بچرخد.
طبق توضیحات فوق، سوئیچ های S1 و S2 نباید همزمان با هم بسته شوند زیرا باعث ایجاد اتصال کوتاه ولتاژ تغذیه ی ورودی می شوند. این قضیه برای سوئیچ های S3 و S4 نیز صادق است.
شبیه سازی H-Bridge
مدار داخلی L293 از چهار مدار half h-bridge تشکیل شده است. این مدارات، پایه ی خروجی را یا به Vcc و یا به زمین (GND) متصل می کنند.پس یک مدار half h-bridge می تواند موتور را روشن و خاموش کند ولی قادر به تغییر جهت چرخش موتور نیست.
برای تغییر جهت چرخش موتور، نیاز به داشتن هر دو نیمه ی پل H دارید.
شبیه سازی Half-H
ترانزیستور دارلینگتون
مدار ترانزیستورهای دارلینگتون (به آن زوج دارلینگتون نیز گفته می شود)، یک مدار الکترونیکی متشکل از دو ترانزیستور سری می باشد. از این مدار برای تقویت جریان استفاده می شود. این مدار در سال 1953 توسط Sidney Darlington طراحی شده است.
در شکل فوق دو زوج دارلینگتون مختلف نشان داده شده است. شکل سمت چپ یک دارلینگتون NPM و شکل سمت راست یک دارلینگتون PNP است.
شبیه سازی ترانزیستور دارلینگتون
پایه های L293D
تفاوت L293 و L293D در چیست؟
حرف D در انتهای “L293D” نشانگر این موضوع است که این درایور دارای دیود داخلی در پایه های خروجی تراشه می باشد و نیازی به دیود خارجی ندارد. تفاوت اصلی این دو درایور در همین است.
اگر دیتاشیت دو درایور را باهم مقایسه کنید، تفاوت های دیگری نیز مشاهده می کنید. یکی دیگر از تفاوت های اصلی این دو درایور، حداکثر جریان خروجی آن ها است. حداکثر جریان خروجی L293، یک آمپر و L293D حدود 600 میلی آمپر است.
Comments (4)
باسلام
ممنون از توضیحاتتون خیلی عالی بود.
سلام
ممنون از لطفتون. خوشحالیم که کمک‌کننده بوده براتون.
عالی بود
توضیحات بسیار کامل بود
فقط اگه یه مدار هم برای راه اندازی قرار میدادین بهتر میشد.
سلام.
خوشحالیم که کمک‌کننده بوده براتون. همچنین ممنون باید پیشنهادتون، مورد بررسی قرار میگیره.