Eines der aufregendsten Dinge, die man mit Elektronik machen kann, abgesehen von blinkenden LEDs, ist es, Dinge in Bewegung zu bringen. Was ist die gängigste Methode, um Dinge in Bewegung zu bringen? Mit Motoren. Wenn du schon viel mit Motorsteuerung zu tun hattest, hast du wahrscheinlich schon von H-Brücken gehört. Aber was genau ist eine H-Brücke?
Wie sich herausstellt, ist eine H-Brücke in der Theorie eine super einfache Schaltung:
Eine H-Brücke besteht aus vier Schaltern, die den Stromfluss zu einer Last steuern. In der obigen Abbildung ist die Last das M, das die beiden Schaltergruppen verbindet. Mit einer Stromquelle kann man Strom in zwei Richtungen treiben, indem man zwei Schalter schließt.
Wenn Schalter 1 und 4 geschlossen sind, fließt der Strom in diesem Bild von links nach rechts:
Wenn man Schalter 1 und Schalter 4 schließt, fließt der Strom von der Quelle durch Schalter 1 und dann durch die Last, dann durch Schalter 4 und dann zurück zur Last.
In der obigen Abbildung ist die Schaltung so aufgebaut, dass Schalter 2 und Schalter 3 geschlossen sind. Dadurch fließt der Strom von der Quelle durch den Schalter 3, dann durch die Last, dann durch den Schalter 2 und dann zurück zur Last.
Eine Sache, bei der man sehr vorsichtig sein muss, wenn man mit H-Brücken arbeitet, ist, dass man keinen Kurzschluss erzeugt. Wenn du einen Kurzschluss verursachst, ist das ein sicherer Weg, deine H-Brücke durchzubrennen. Ich habe vielleicht meine allererste H-Brücke bei Digilent durchgebrannt. Gut, dass ich diese Lektion für Sie alle gelernt habe!
Wenn Sie Strom treiben und zwei Schalter in Reihe schließen, zum Beispiel Schalter 3 und 4 in der Abbildung unten, verursachen Sie einen Kurzschluss und lassen die H-Brücke durchbrennen. Wie man so schön sagt: Don’t burn bridges!
Eine H-Brücke ist also nur eine Möglichkeit, die Stromrichtung mit Schaltern zu steuern, aber warum ist das nützlich?
Die typischste Anwendung einer H-Brückenschaltung ist die Motorsteuerung. Sei gewarnt, wenn du den Motor ansteuerst und gleichzeitig die Richtung änderst, wird die H-Brückenschaltung durchbrennen. Denken Sie einfach daran, dass dort, wo es eine Richtung und einen Strom gibt, auch H-Brücken durchbrennen.
Digilent bietet 3 Peripheriemodule (Pmods) mit H-Brückenschaltungen für die Motorsteuerung an. Dazu gehören das PmodHB5 zur Steuerung von 1 Gleichstrommotor, der über einen 6-poligen Stecker angeschlossen ist, das PmodHB3 zur Steuerung von 1 Gleichstrommotor, der über Schraubklemmen angeschlossen ist, und das PmodDHB1 zur Steuerung von 2 Gleichstrommotoren oder 1 Schrittmotor.
