Немного позанимался мостом. Вот что получается примерно - это первая прикидка разводки платы. Хотел однослойку сделать, но пока не получилось. С другой стороны - проводами по верху всего 4 соединения... Может будет чуть побольше.
Собственно, хочу вынести на обсуждение разводку и схему. Вариант готов примерно на 90%. Собственно недоразведены линии от входного разъема...
Схема моста - вариант с оптоизоляторами
ВНИМАНИЕ - плата до конца НЕ разведена
Жду замечаний и советов
(Добавление)
Да, и еще, я попросил бы сообщество провентилировать вопрос о доступности деталей в вашем регионе. Потому как ежели детали недоступны, то смысла в этом проекте (вернее, в этой его реализации) особого нет. Будем думать над альтернативами...
Приветствую всех!
Собрал данный мост, по схеме Ale из темы H-Bridge-строительство. Один канал на одну плату.
Оригинал такого двухканального моста, на транзисторах IRF3205 и драйверах L6384 можно найти в китае, от 1000р., без гальванической развязки.
Плюс нашей модификации в том, что гальваническая развязка уже присутствует на схеме.
Начну с того, что на схеме, в варианте с оптронами присутствуют ошибки!
Оптроны 6n137 инвертируют сигнал (datasheet на 6n137), таким образом логика работает некорректно. И-НЕ и ИЛИ-НЕ для двух каналов на схеме заменил одной ИЛИ-НЕ 74ls02 (аналог к555ле1) для одного. Так-же между 8 и 5 ногой оптрона нужен керамический конденсатор 100n (application note на 6n173).
С 3 ноги драйверов на землю нужен другой резистор, не 47ом, а 270к, иначе драйвера просто не включатся. (datasheet на L6384)
Так-же
Для драйверов верхнего плеча и любого типа драйверов полумостов одной из важнейших внешних цепей является цепь вольтодобавки, элементами которой являются диод и конденсатор. Эти два элемента обеспечивают разность напряжения «затвор-исток», необходимую для гарантированного открывания внешнего выходного транзистора. Расположенные локально развязывающие конденсаторы на силовых и слаботочных шинах питания позволяют в значительной степени уменьшить уровень излучаемых помех, компенсируя индуктивность проводников.
но это сомнительно, для данной схемы, т.к. после установки диодов D1N4148 между 2 и 8 ногой драйверов, появилось субъективное ощущение, что мост работает хуже. Хотя если смотреть application note на L6384 (Figure 3. L6384 Schematic diagram of the evaluation circuit), то диод так-же присутсвует.
Сама суть работы предельно простая - с контроллера приходит 2 сигнала: dir и pwm, возможные варианты:
dir 0 pwm 0
dir 1 pwm 0
dir 0 pwm 1
dir 1 pwm 1
В итоге нужно чтобы в варианте (dir 0 pwm 1) сигнал шел на 1 драйвер, а в варианте (dir 1 pwm 1) на другой драйвер. В остальных вариантах сигнала с логики быть не должно. Если на драйвер идет высокий сигнал, то открыто верхнее плечо, если низкий, то нижнее.
Иллюстрация работы:
Скрытый текст
Исправленная схема:
Прикладываю доразведенную печатную плату в Sprint-Layout 6.
Про печатную плату: Это один канал. Если понадобится 2, 3, или 6 каналов нужно будет сделать такое же количество плат. Фильтр питания и кренка на ней отсутсвуют, и 5 вольт подается на нее отдельно. Я сделал это отдельной платой. Для подключения к контроллеру используется тройной угловой разъем с шагом 2.54мм CWF-3R (DS1069-3 MR), под транзисторы сделаны тройные винтовые клемники с шагом 5мм, для питания и выводов мотора используется molex разъем, как на жестких дисках 5081R (THP-4MR). Сами транзисторы выведены на бок, если собрать несколько мостов в бутерброд, то можно удобно охлаждать с одной стороны. Включен дополнительный светодиод 5в питания. Земля замкнута в кольцо для более стабильной работы на повышенных напряжениях. Импортную логику 74LS02 можно заменить на советскую К555ЛЕ1. На счет диодов не понятно, так что впаивать их, или нет решайте сами. Надеюсь здесь помогут разобрать этот вопрос. На плате вышло довольно много перемычек и она не претендует на оптимальность разводки дорожек.
Характеристика моста:
от 12v до 36v
обычная нагрузка 15А
Пиковая нагрузка до 60А
Компоненты и стоимость сборки:
Оптроны 6n137 - 2шт. Заказывал в китае по 13.70р. за штуку. Итого 27,4р.
Драйвера L6384D - 2шт. Заказывал в китае по 30.30р. за штуку. Итого 60,6р.
MOSFET-транзисторы IRF3205 - 4шт. Заказывал в китае по 10.26р. за штуку. Итого 41,04.
Остальное покупалось в местном магазине:
Резистор 300ом - 4шт. по 0.60р = 2.40р
Резистор 4.7кОм - 2шт. по 1р = 2р
Резистор 47ом - 6шт. по 0.60р. = 3.6р
Резистор 270кОм - 2шт. по 0.90р = 1.80р
Резистор 2.7к - 1шт. 0.60р
Конденсатор 100n - 6шт. по 2.30р = 13.80р
Диоды КД522А (аналог D1N4148) - 2шт. по 1.20р = 2.40р
Светодиоды - 3шт. по 1.50р = 4,5р
Логика К555ЛЕ1 (аналог 74LS02) - 1шт 7.70р
Панельки DIP8 - 4шт по 2.20р = 8.80р
Панелька DIP14 - 1шт 1.50р
3х контактные винтовые клемники 5мм, прямые - 4шт, по 5р. = 20р.
3х пиновая вилка 2.5мм, загнутая, закрытая - 1шт, 3.50р
Разъем 5081R (THP-4MR) - 2шт. по 51.80р
Общая стоимость одноканального моста: 305,24р с разъемами и 178,14р без разъемов.
Финальный вид платы:
Процесс сборки:
Скрытый текст
Архив с фотографиями. Их там около 80. Начиная с травления платы ЛУТ, нанесения шелкографии, заканчивая пайкой элементов, все очень детально. Вряд-ли это будет интересно профессионалам в этом деле, но все остальные, возможно, могут подцепить там интересные приемы. Все комментарии к фотографиям я напишу здесь, указывая с в скобках номер. Начали:
1) Подготовка печатной платы
Я беру не разрезанный односторонний стеклотекстолит, зачищаю и обезжириваю его с одного края (1). Далее нужен напечатанный на лазерном принтере отзеркаленный рисунок дорожек (2). Т.к. своего лазерного принтера у меня нет, приходится печатать рисунки плат в полиграфии. Просить в полиграфии напечатать на журнальном листе было бы несколько странно, поэтому я долго экспериментировал с различными видами бумаги. В итоге моим фаворитом стала плотная фотобумага. Тонкая фотобумага стоит на 2ом месте. Самый плохой результат был с мелованной бумагой, я ее абсолютно не рекомендую.
Закрепляю рисунок с дорожками на краю пластины текстолита с помощью малярного скотча, но не к самому краю, а оставив между краем и дорожками зазор в несколько сантиметров, иначе дороги там легко отвалятся, при очистке от бумаги. Уж не знаю, с чем связано. Расстояние рисунка от краев можно увидеть на рисунке 14.
Далее следует одна хитрость. Я зачищаю верхний слой бумаги нулевой наждачкой, для лучшего размокания в процессе. Главное не перестараться и не протереть дыру . Утюг прогреваю на максимум, режим глажки льна (5), а так же, еще одна хитрость, включаю парогенератор на среднее значение. Проглаживаю запечатанный в бумагу кусок в течении 60 секунд, периодически нажимая кнопку пара. Вид платы после глажки (7) - приобрела желтоватый оттенок. Далее отмачиваю в течении 15 минут в контейнере с кипятком, под проточной водой (8), кому жалко воды, можно и без проточной. Плотная фотобумага с обратной стороны станет мягонькой и склизкой и будет очень легко скатываться (9-14). Сильно пальцем давить не стоит, т.к. дорожки могут запросто слезть. Вообще, до момента травления, дорожки беззащитны и их очень легко повредить. Небольшие повреждения дорожек можно будет исправить маркером, но если слезло пол платы, лучше переделать. Мелкие остатки бумаги между дорожками аккуратно убираю иглой, снова мою плату водой (15). Далее будущую плату нужно вырезать из текстолита по контуру. Раньше я пилил ножовкой, получалось криво и некрасиво. Теперь я режу текстолит строительным ножом, получается красиво и аккуратно. Закрепляю пластину струбциной, процарапываю по краю полосу и царапаю, пока в этом месте тектолит не утончится в двое, потом отламываю с помощью пассатижей (16-19). Неровности края обрабатываю грубым наждаком и надфилем (20-21). Поврежденные участки на дорожках я подмазываю обычным перманентным маркеров на 2-3 слоя (22-23).
Сую подготовленную заготовку в раствор хлорного железа. Обычно я его не выливаю и не меняю, просто иногда докидываю туда хлорного железа. В той жиже на фотке уже было портравлено несколько плат до этого (25). В общем через 15 минут все уже готово (26). Промываю водой (27-28). Не рекомендую промывать плату от раствора хлорного железа в металлической раковине, или сливать сам раствор в нее.
Продолжаем обработку заготовки. В этот момент я беру шило (29) и накалываю места, где будут сверлиться отверстия, делая там небольшие углубления (30). Я делаю это, для того, что-бы сверло не сорвалось на дорожку и не повредило ее. Сравниваю заусеницы от шила нулевой наждачкой (31-32), ей же прохожусь и по обратной стороне заготовки, подготавливая ее к нанесению шелкографии. Стираем остатки тонера и маркера ацетоном, проходимся ацетоном по обратной стороне заготовки (34-37). Нанесение шелкографии в точности повторяет процесс ЛУТ. Оборачиваем, совмещая рисунок на свет, закрепляем малярным скотчем, жарим, моем. В моем случае после отмытия осталась тонкая белая пленка, которая проявлялась после высушивания. Ее пока не трогаю, потом избавлюсь от нее (35-44).
Лужу в сплаве розе, очень удобно. Кипячу воду, в нее лимонной кислоты, чайную ложку с горкой. Суда кидаем сплав розе, он у меня уже не россыпью, а лепехой, т.к. не первый раз с ним это делаю. Сплав розе плавится, на него сверху ложится заготовка платы, дорожками вниз, и прижимается ложкой. Приподнимая заготовку ложкой, нужно добиться чтобы сплавом была покрыта вся поверхность дорожек. Когда мы этого добились, кастрюля снимается с печи, оттуда достается заготовка и лепеха остатков розе. Снова ставим на огонь, закидываем заготовку в кипяток, уже дорожками вверх, и, придерживая ложкой, тампоном счищаем жирный слой розе с дорожек, до тех пор, пока не получится равномерно и аккуратно (45-51).
Внимание, не используйте посуду, в которой плавили розе, в пищевых целях, т.к. в данном сплаве содержится висмут.
Пленка с шелкографии не уходит даже после кипячения, но нулевой наждачной бумаге она поддается (52). Сверлю отверстия, сверло не толще 0.5мм, иначе компоненты будут болтаться в них (53-56). Большие отверстия, например для стоек, рассверливаю более широким сверлом и растачиваю круглым надфилем, проверяя в процессе, что-бы стойка входила в отверстие легко, но не болталась (57-60). Печатная плата готова (61).
2) Установка и пайка компонентов.
Начинаю с разъема подключения к контроллеру. Промазываю низ супер-клеем и вставляю в отверстия (62). Все компоненты, к которым будет прилагаться физическое усилие я дополнительно проклеиваю: разъемы подключений, винтовые клемники. Особенно клемники.
Паяю я припоем ПОС-61 и флюсом ЛТИ-120. Вставляю перемычки (63), запаиваю (64). Вставляю резисторы, кроме тех, которые устанавливаются вертикально, возле клемников (65). Запаиваю (66). Вставляю конденсаторы (67), запаиваю (68). Диоды (69), запаиваю (70). Светодиоды (71), запаиваю (72). Клемники - проклеиваю, вставляю (73), запаиваю (74). Панельки и резисторы, устанавливаемые вертикально, вставляю (75), запаиваю (76). Далее следовало бы установить молексы, но на тот момент у меня их еще не было. Продолжаем - усиливаем широкие дорожки жирным слоем припоя (77). Затем ацетоном и ватными палочками отмываем остатки флюса и нагара с платы, что-бы ни между дорожек, ни на самих дорожках его не осталось (78). Общий вид (79).
Вставляем микрухи в панельки, транзисторы в клемники, вместо молекс разъема у меня макетные провода. (80)
Мост готов!
1) Подготовка печатной платы
Я беру не разрезанный односторонний стеклотекстолит, зачищаю и обезжириваю его с одного края (1). Далее нужен напечатанный на лазерном принтере отзеркаленный рисунок дорожек (2). Т.к. своего лазерного принтера у меня нет, приходится печатать рисунки плат в полиграфии. Просить в полиграфии напечатать на журнальном листе было бы несколько странно, поэтому я долго экспериментировал с различными видами бумаги. В итоге моим фаворитом стала плотная фотобумага. Тонкая фотобумага стоит на 2ом месте. Самый плохой результат был с мелованной бумагой, я ее абсолютно не рекомендую.
Закрепляю рисунок с дорожками на краю пластины текстолита с помощью малярного скотча, но не к самому краю, а оставив между краем и дорожками зазор в несколько сантиметров, иначе дороги там легко отвалятся, при очистке от бумаги. Уж не знаю, с чем связано. Расстояние рисунка от краев можно увидеть на рисунке 14.
Далее следует одна хитрость. Я зачищаю верхний слой бумаги нулевой наждачкой, для лучшего размокания в процессе. Главное не перестараться и не протереть дыру . Утюг прогреваю на максимум, режим глажки льна (5), а так же, еще одна хитрость, включаю парогенератор на среднее значение. Проглаживаю запечатанный в бумагу кусок в течении 60 секунд, периодически нажимая кнопку пара. Вид платы после глажки (7) - приобрела желтоватый оттенок. Далее отмачиваю в течении 15 минут в контейнере с кипятком, под проточной водой (8), кому жалко воды, можно и без проточной. Плотная фотобумага с обратной стороны станет мягонькой и склизкой и будет очень легко скатываться (9-14). Сильно пальцем давить не стоит, т.к. дорожки могут запросто слезть. Вообще, до момента травления, дорожки беззащитны и их очень легко повредить. Небольшие повреждения дорожек можно будет исправить маркером, но если слезло пол платы, лучше переделать. Мелкие остатки бумаги между дорожками аккуратно убираю иглой, снова мою плату водой (15). Далее будущую плату нужно вырезать из текстолита по контуру. Раньше я пилил ножовкой, получалось криво и некрасиво. Теперь я режу текстолит строительным ножом, получается красиво и аккуратно. Закрепляю пластину струбциной, процарапываю по краю полосу и царапаю, пока в этом месте тектолит не утончится в двое, потом отламываю с помощью пассатижей (16-19). Неровности края обрабатываю грубым наждаком и надфилем (20-21). Поврежденные участки на дорожках я подмазываю обычным перманентным маркеров на 2-3 слоя (22-23).
Сую подготовленную заготовку в раствор хлорного железа. Обычно я его не выливаю и не меняю, просто иногда докидываю туда хлорного железа. В той жиже на фотке уже было портравлено несколько плат до этого (25). В общем через 15 минут все уже готово (26). Промываю водой (27-28). Не рекомендую промывать плату от раствора хлорного железа в металлической раковине, или сливать сам раствор в нее.
Продолжаем обработку заготовки. В этот момент я беру шило (29) и накалываю места, где будут сверлиться отверстия, делая там небольшие углубления (30). Я делаю это, для того, что-бы сверло не сорвалось на дорожку и не повредило ее. Сравниваю заусеницы от шила нулевой наждачкой (31-32), ей же прохожусь и по обратной стороне заготовки, подготавливая ее к нанесению шелкографии. Стираем остатки тонера и маркера ацетоном, проходимся ацетоном по обратной стороне заготовки (34-37). Нанесение шелкографии в точности повторяет процесс ЛУТ. Оборачиваем, совмещая рисунок на свет, закрепляем малярным скотчем, жарим, моем. В моем случае после отмытия осталась тонкая белая пленка, которая проявлялась после высушивания. Ее пока не трогаю, потом избавлюсь от нее (35-44).
Лужу в сплаве розе, очень удобно. Кипячу воду, в нее лимонной кислоты, чайную ложку с горкой. Суда кидаем сплав розе, он у меня уже не россыпью, а лепехой, т.к. не первый раз с ним это делаю. Сплав розе плавится, на него сверху ложится заготовка платы, дорожками вниз, и прижимается ложкой. Приподнимая заготовку ложкой, нужно добиться чтобы сплавом была покрыта вся поверхность дорожек. Когда мы этого добились, кастрюля снимается с печи, оттуда достается заготовка и лепеха остатков розе. Снова ставим на огонь, закидываем заготовку в кипяток, уже дорожками вверх, и, придерживая ложкой, тампоном счищаем жирный слой розе с дорожек, до тех пор, пока не получится равномерно и аккуратно (45-51).
Внимание, не используйте посуду, в которой плавили розе, в пищевых целях, т.к. в данном сплаве содержится висмут.
Пленка с шелкографии не уходит даже после кипячения, но нулевой наждачной бумаге она поддается (52). Сверлю отверстия, сверло не толще 0.5мм, иначе компоненты будут болтаться в них (53-56). Большие отверстия, например для стоек, рассверливаю более широким сверлом и растачиваю круглым надфилем, проверяя в процессе, что-бы стойка входила в отверстие легко, но не болталась (57-60). Печатная плата готова (61).
2) Установка и пайка компонентов.
Начинаю с разъема подключения к контроллеру. Промазываю низ супер-клеем и вставляю в отверстия (62). Все компоненты, к которым будет прилагаться физическое усилие я дополнительно проклеиваю: разъемы подключений, винтовые клемники. Особенно клемники.
Паяю я припоем ПОС-61 и флюсом ЛТИ-120. Вставляю перемычки (63), запаиваю (64). Вставляю резисторы, кроме тех, которые устанавливаются вертикально, возле клемников (65). Запаиваю (66). Вставляю конденсаторы (67), запаиваю (68). Диоды (69), запаиваю (70). Светодиоды (71), запаиваю (72). Клемники - проклеиваю, вставляю (73), запаиваю (74). Панельки и резисторы, устанавливаемые вертикально, вставляю (75), запаиваю (76). Далее следовало бы установить молексы, но на тот момент у меня их еще не было. Продолжаем - усиливаем широкие дорожки жирным слоем припоя (77). Затем ацетоном и ватными палочками отмываем остатки флюса и нагара с платы, что-бы ни между дорожек, ни на самих дорожках его не осталось (78). Общий вид (79).
Вставляем микрухи в панельки, транзисторы в клемники, вместо молекс разъема у меня макетные провода. (80)
Мост готов!
Буду рад любым рекомендациям, а так-же хотелось бы обсудить вопрос, нужны ли все-таки диоды. Собрал таких 2 штуки, позже буду 3 собирать.
UPD 15.02.2015: Модификация под более доступные драйвера IR2104 (Спасибо электрику )
Модифицированная печатная плата во вложении.
Обновлённая схема от электрика (15.02.2015):
Скрытый текст
Обновленная схема в Proteus от электрика (15.02.2015):
Видео тестирования от электрика:
Скрытый текст
Доработка 16.04.1016 от Vadim.Pryagko