H Bridge
Per poter controllare i motori si è reso necessario sviluppare una scheda che permettesse di pilotarli utilizzando i segnali provenienti dalla logica di controllo, adattati alle potenze richieste dal motore (nell’immagine è illustrato il rendering della scheda di controllo motori).
![Rendering ponte](/assets/project/h-bridge/H-Bridge-Front.jpg)
La scheda, denominata “H-Bridge” (nella figura successiva), agisce da adattatore di potenza e permette di muovere i motori in ambedue i sensi di rotazione. L “H-Bridge”, realizzato all’interno di un singolo circuito integrato, è costituito da quattro transistor che “agiscono da interruttori”. Il loro funzionamento è spiegato nel dettaglio nella pagina sui convertitori DC/DC ed i ponti-H.
![Ponte H](/assets/project/h-bridge/H-Bridge2.jpg)
Questa scheda costituisce il modulo di interfaccia tra la scheda di controllo ed i motori. I segnali in ingresso, solitamente PWM vengono “trasformati” in segnali di potenza utili a movimentare l’attuatore. Affinché questo sia possibile si utilizza il ponte-H L298, capace di gestire una corrente massima su motore di 4A.
Le caratteristiche salienti della scheda sono qui elencate:
- Doppio ponte-H con integrato L298;
- Corrente massima su motore DC 4A;
- Alimentazione 9-24V e regolatore interno per la logica del L298;
- Sensori per la lettura della corrente di carico sui motori;
- LED di controllo verso di rotazione;
- Disabilitazione “H-Bridge” attraverso il pin di “enable”;
- Dimensioni 45 55mm;
- Ripple della scheda nell’ordine dei 10mV;
- PWM consigliato.
![Test Ponte H](/assets/project/h-bridge/testHbridge.jpg)
Per poter verificare il perfetto funzionamento del motore e dell’H-Bridge, si è predisposto un sistema di test, i cui elementi sono mostrati nella figura precedente.
Test
Misurando la tensione ai capi del motore, si è misurato il ripple presente in uscita dalla scheda di controllo (nella figura successiva) e la frequenza di PWM massima sopportabile dal sistema. Alla fine di tali test si sono quindi definiti i valori effettivamente utili per il sistema di controllo.
![ripple spazzole](/assets/project/h-bridge/HbridgeNonfiltrato1.jpg)
E’ interessante osservare il ripple dovuto alla commutazione delle spazzole durante la rotazione, mostrato nella figura successiva, sono ad una frequenza troppo alta.
![Dopo filtro spazzole](/assets/project/h-bridge/HbridgeFiltrato.jpg)
Infine nell’ultima figura è visibile la temperatura raggiunta dalla scheda con i due motori attivi, si nota la temperatura di 45C raggiunta dall’integrato dopo 5 minuti di attività.
![Misura temperatura](/assets/project/h-bridge/Ponte1.jpg)