Cambio entre +9V y -9V (usando lógica de 5V)

Obtuve algunos actuadores lineales hoy y descubrí que cuando les doy +9V se extienden y -9V los contrae. Esto es bastante fácil de probar a mano, simplemente conectando el actuador a la batería al revés para el voltaje negativo, pero cuando lo conecte todo, los conduciré desde mi Atmega1284, que usa una lógica de 5V.

Anticipándome a esto, obtuve un montón de relés que también funcionan con lógica de 5V para poder controlar si hay o no +9V corriendo con mi microcontrolador de 5V. Sin embargo, no tengo forma de proporcionar programáticamente -9V.

Mi pregunta aquí es ¿cómo puedo cambiar entre dar +9V y -9V cuando todo lo que puedo hacer desde mi microcontrolador es sacar 5V o 0V? ¿Necesitaré algo más que mis relés? ¿Hay algún truco EE elegante para hacer que esto funcione? ¡Gracias!

Respuestas (3)

Puede usar dos relés SPDT para seleccionar +9 o -9 o 0V.

Ambos energizados = apagados, Ambos desenergizados = apagados, y si uno está energizado y el otro no, impulsará el actuador en una dirección u otra.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Para suprimir el ruido eléctrico, agregue un puente rectificador ( W04G , por ejemplo) a través del actuador (los terminales de entrada de CA) y conecte el terminal + a +9 y el terminal - a 0V

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Tal vez debería mencionar que esta es la versión de relé de un circuito de "puente H": casi cualquier controlador de puente H de estado sólido con clasificaciones adecuadas hará el trabajo igual de bien, aunque la versión de relé es buena por el bien de la exposición. :)
@ThreePhaseEel Buena idea, ¿alguna sugerencia para un chip adecuado que haga una conversión de nivel y maneje una corriente razonable?
Maldita sea, eso es realmente inteligente. ¿Cuál es el peor de los casos si hago todo sin el puente rectificador?
Con el puente rectificador (o 4 diodos), los contactos se arquearán más y podría alterar su AtMega a través de EMI.
@scohe001 -- El comentario de Sphero debería decir "Sin el puente rectificador..."... pero con esa corrección, tiene razón: los diodos proporcionan una ruta de corriente para los picos inductivos que genera la bobina (actúa como la bobina de encendido en un automóvil, generando un pico cada vez que le corta la energía) para que no fríen otras cosas (como contactos de relé o transistores de conmutación).
@SpehroPefhany: se puede usar la mitad de un L293D para hacer el truco (posiblemente junto con un inversor), aunque el L293D es bastante antiguo xD
¿Podrías usar un L6203 ? El Gertboard para Raspberry Pi utiliza este IC para el control del motor, incluida la dirección y la lógica PWM de 3V3.
@ChrisH: un L6203 debería funcionar, sí...

Deberá proporcionar un suministro de 9 V para poder alimentar el actuador lineal. No necesita tener un suministro de -9V, ya que puede lograrlo simplemente con un esquema de inversión de polaridad controlado por dos de sus relés. Aquí hay un esquema básico de cómo lo conectaría. Si usa relés con bobinas de 5V de muy baja potencia, puede controlarlos directamente desde el Arduino; de lo contrario, use los búferes de transistores NPN como se muestra aquí.

Los controles de Arduino para los dos relés pueden aplicar 9 V en cualquier polaridad al actuador para moverlo hacia adentro o hacia afuera. Para detener el movimiento del actuador, cambie ambos relés para aplicar 9 V o GND a ambos cables del dispositivo.

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Supongo que su actuador en realidad tiene tres condiciones que se aplican a él: 1) conducir para extender... 2) conducir para contraer y... 3) no hay voltaje para permanecer donde está. Desafortunadamente, este esquema tiene solo dos posiciones 1) conducir para extender y conducir para contraer, no hay un estado estable (que supongo que querrás). Lo que necesita es un H-Bridge que pueda ser controlado por su procesador.
@JackCreasey: tiene razón con respecto a la imagen original que mostré. Modificaré la respuesta para corregir este problema.

El controlador de motor L293D/H-Bridge IC debería funcionar bien para este propósito:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/l293.pdf

Este chip se usa comúnmente para controlar motores y, debido a que puede invertir la polaridad del motor, puede cambiar la dirección en el software.

Para su aplicación, esto también le brinda el beneficio de no tener que tener un riel de alimentación de -9V, solo tiene que proporcionarle al chip 5V y 9V.

Aquí hay un diagrama de conexión: (fuente: electroons.com )un gato ocupado

VCC2 (esquina inferior izquierda) no debe conectarse al suministro de 5V, sino al suministro de 9V. 3,4E debe conectarse al suministro de 5V.

Otra cosa buena: el chip puede controlar 2 actuadores, si los necesita.

Simplemente conecte RA2 y RA3 a su MCU y conecte a tierra el chip y su procesador.

¿Está diciendo que conectaría las 4 tierras tanto a la tierra del microcontrolador como a la tierra de mi fuente de alimentación de 9V? Además, ¿qué señales impulsarían cada actuador? ¿Sería como la respuesta de @Spehro donde RA3 alto y RA2 bajo significaría que el actuador está extendido y lo contrario estaría contraído?
Los terrenos están conectados internamente, para jugar en una placa de prueba, solo tiene que conectar uno de los terrenos L293D a su tierra MCU y el terreno de 9V. El actuador estaría conectado en lugar del motor en el diagrama superior, entre 1Y y 2Y.
Tirando de 1A alto y 2A bajo permitirá que la corriente fluya en una dirección, 2A alto y 1A bajo en la dirección opuesta.
Conecté el L293d como usted especificó y las cosas funcionaban al principio, pero el actuador se movía cada vez menos y las cosas olían raro y estoy bastante seguro de que he estropeado el chip. ¿Me falta una resistencia en alguna parte? ¿O este chip simplemente no está clasificado para 9V?
Así que busqué en línea y parece que el chip puede tomar hasta 36 V, pero solo 600 mA. Mis solenoides fueron hechos para automóviles (para las cerraduras), por lo que tiran de 2 o 3 amperios, lo que probablemente sea la razón por la cual las cosas se están muriendo. ¿Conoces algún controlador de motor que pueda soportar más corriente?
¿Cuánto tiempo estás pulsando los actuadores? Podría ser una idea poner en común ambos lados del IC para obtener más potencia de salida. El IC L298N, por ejemplo, puede suministrar 4A.
Otra cosa: es una muy buena idea soldar un capacitor de 100n a través de los cables + y - de su motor/actuador. Esto ayuda a reducir los picos y el timbre inductivo.
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