Cómo accionar un actuador lineal en ambas direcciones

Me gustaría conducir en ambas direcciones mi actuador lineal (12 V CC, 13 A máx.). Mi placa electrónica emite dos señales (obviamente, también tengo señal GND):

Adelante : +12 V CC (2 A máx.)

Hacia atrás : +12 V CC (2 A máx.)

Cuando presiono el botón de avance, la salida de avance es de +12 V, por el contrario, cuando presiono el botón de retroceso, tengo +12 V en la línea de salida de retroceso.

La batería de este sistema es una batería AGM, 12VDC, 200Ah.

Sé que la forma correcta sería usar un controlador, pero es costoso y no necesito muchas funciones, solo necesito abrir y cerrar el actuador.

Estaba pensando en activar dos relés usando las señales de avance y retroceso, pero no sé cómo conectarlos de manera correcta.

¿Me puede dar algunas sugerencias, por favor?

Cambia las señales.
@Marko Parece que el OP entiende esto, por lo que leí, parece que buscan una forma de hacerlo usando señales en lugar de botones.
@MarkoBuršič, sé que puedo intercambiar señales, pero esta no es la solución que busco. Necesito usar estas dos señales..
¿El uso es adelante/atrás o adelante/apagado/atrás?
El uso estándar es cuando el actuador está en modo STOP. A veces puede avanzar unos segundos o retroceder pero siempre vuelve en modo STOP.
¿Puedes presionar los botones de avance y retroceso al mismo tiempo? Si es así, ¿qué voltajes aparecen en las líneas de salida?
Es posible presionar ambos botones al mismo tiempo incluso si esto NO es un comportamiento correcto. Cuando esto sucede, leo +12 V CC entre adelante y GND y +12 V CC entre atrás y GND.
El problema es que quiero que el actuador lineal se mueva hacia adelante o hacia atrás mientras se presiona uno de los botones y debería detenerse cuando suelte el botón.
@MarcusBarnet En ese caso, podría usar una puerta XOR en el circuito para evitar que el avance y el retroceso se enciendan al mismo tiempo.
Cuando aplica voltaje inverso a cierta velocidad, tendrá el voltaje generado menos el voltaje inverso y, por lo tanto, más corriente que el inicio. Cualquier interruptor utilizado debe estar clasificado para la potencia perdida y la tasa de repetición.

Respuestas (4)

Utilice un puente H. Es barato y fácil de construir.

http://www.bristolwatch.com/k150/port4.htm

Lo uso para conmutación de alta corriente: http://www.bristolwatch.com/k150/pics1/mosfet_hb2.png

Estos MOSFET de canal N y P tienen una resistencia V_DS(ON) bastante baja y no se calientan mucho a 2A. P = (I^2) x R = 4 x 0,8 = 3,2 W para el IRF9630, menos para el IRF630.

Personalmente, no me gustan los transistores BJT en los puentes H, excepto para controlar los MOSFET, pero quizás haya escenarios en los que sean mejores. Si es así, otros pueden intervenir con sus pistas.

Espero eso ayude.

Editar: el esquema vinculado no es para PWM (también lo usé para actuadores de 12V). El costo fue bajo, <5USD

No necesito el PWM, solo necesito hacer que el actuador lineal avance y retroceda sin controlar su velocidad. La solución del puente H es la mejor que puedo usar, supongo ... el problema es que necesito realizar una PCB para usar los MOSFET. Usar relés sería más rápido, pero es peligroso ya que existe el problema del cortocircuito.
@MarcusBarnet Solo obtén algo de PTH, nunca he usado PCB. Mis circuitos nunca son lo suficientemente grandes como para requerirlo, y la placa perforada es rápida.
¿Un perfboard puede soportar corrientes de hasta 13A?
@Marcus ¿Es el "problema del cortocircuito" algo en lo que ha pensado usted mismo o tiene evidencia real de tal problema?
¡Esta es solo mi preocupación, usé relés en el pasado y nunca tuve un problema como este, para ser honesto! Pero estaba pensando que si un relé se vuelve viejo, un retraso podría generar un cortocircuito de alguna manera.
@Marcus Eso es cierto si usa dos relés separados, uno para cada línea. Si uno falla, puede salir bastante mal... Sin embargo, si usa un relé DPST como la respuesta de Andy, los polos de conmutación en el interior están conectados mecánicamente, por lo que en realidad no pueden causar un cortocircuito. Aquí hay una muy buena animación que muestra lo que quiero decir, eso es un SPST, ahora imagina un relé que tiene dos de esos adentro, ese es un relé DPST del que Andy está hablando.
@Hayman, respondí debajo del mensaje de Andy.

Estaba pensando en activar dos relés usando las señales de avance y retroceso, pero no sé cómo conectarlos de manera correcta. ¿Me puede dar algunas sugerencias, por favor?

Pruebe esto para un inversor de relé: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Se muestra un motor, pero ese puede ser su actuador lineal.

Contactos necesarios en el relé: dos inversores unipolares (o bipolares, bidireccionales).

Es posible que deba colocar diodos zener espalda con espalda a través del actuador para "atrapar" cualquier back-emfs.

He hecho esto, con pésimos resultados. Por lo general, funciona bien, pero cuando no lo hace (el tiempo de conmutación de mi relé fue de 15 ms), produce un cortocircuito en la línea de 12 V.
Esta era mi preocupacion ya que si hay un retraso en el rele puede ocurrir un corto circuito.. esto seria peligroso para las baterias y el sistema..
@ user400344 ¿Cómo está cortocircuitando su línea de 12V? Puede que me equivoque, pero mirando el relé DPDT que tengo en la mano, es físicamente imposible que un lado falle y provoque un cortocircuito. Sin mencionar que la diferencia de conmutación entre los dos polos es insignificante.
@Hayman Utilicé un arduino y registros de puertos para encender un relé de 5V de doble canal, para lograr lo mismo de lo que habla OP. De vez en cuando había un corto y tenía que desconectar rápido. Sin embargo, no usé la delicadeza zener. El puente H nunca me ha causado ningún problema. Por favor, ilumíname si fui un mono estúpido.
@ user400344 Creo que estás confundido, ¿lo que probablemente usaste fue uno de estos módulos? que son dos relés separados. Sí, estos pueden tener el problema que mencionas, si un relé es más lento que el otro o uno falla, tendrás un cortocircuito. El relé que Andy menciona en su respuesta es un relé como este , los polos de este relé están conectados mecánicamente, por lo que siempre cambian juntos y no por separado, por lo que no es posible que se produzcan cortocircuitos.
Lo siento, chicos, me estoy confundiendo. Si uso un solo relé DPST, solo tendré dos polos para impulsar la bobina (+12V, GND) como se muestra en la respuesta de Andy. Tengo dos señales: adelante, atrás y GND, entonces, ¿cómo puedo conducir la bobina del relé?
@MarcusBarnet usa un relé DP D T como en la respuesta. He hecho esto con éxito, varias veces.
@Hayman Correcto. Lo extraño es que tengo muchos de esos relés de 12 V a los que te vinculaste.
@Hayman Lo secundo, ahora usaré estos relés DPDT con más frecuencia. Gracias.
@ChrisH Ahora me doy cuenta de que seguí cambiando entre DPDT y DPST, DPDT es el relé correcto como señala Chris
Vi los esquemas del relé DPDT y ahora puedo entender sus sugerencias: usted dice que conecte GND en la primera bobina terminal y las señales hacia adelante y hacia atrás a la segunda bobina terminal. El problema es que quiero que el actuador lineal se mueva hacia adelante o hacia atrás mientras se presiona uno de los botones y debería detenerse cuando suelte el botón. ¿Puede ser esto posible con un relé DPDT?
Si desea hacer esto usando un relé DPDT, debe poner los interruptores en línea con V S o GRAMO norte D . Haré un nuevo diseño basado en toda la información de los comentarios.

Utilice dos contactores con un mecanismo de enclavamiento. Encontrará tales contactores en tiendas especializadas en electricidad. También hay kits listos para usar, con protección de motor y contactores inversores. Intenta buscar en Google: contactor inversor. Este tipo de contactor tiene el bloqueo mecánico entre ellos, lo que impide que se enganchen los dos al mismo tiempo, lo que provocaría un cortocircuito.

https://www.youtube.com/watch?v=HRv_LhhMofE

http://www.cesco.com/b2c/product/Schneider-Electric-LC2K0901B7-Reversing-Contactor/614180

Gracias por tu sugerencia, el problema es que el contactor es caro. Un controlador de motor con protección contra cortocircuitos y sobrecorriente cuesta alrededor de 70 USD y puede accionar mi actuador lineal sin problemas. Me gustaría evitar los contactores si es posible..
@MarcusBarnet: Los relés DPDT como en el mensaje de Andy son incluso más baratos. Por lo general, alrededor de US $ 3 cada uno

En respuesta a los comentarios sobre la pregunta y la respuesta de Andy, he decidido publicar mi propia respuesta.

Por lo que he reunido, desea que la operación sea normalmente estacionaria. Luego, avance o retroceda, pero solo mientras se presiona el botón.

Cómo funciona el circuito a continuación, sin botones presionados, no hay voltaje positivo en la terminal del relé, no hay voltaje, no hay movimiento del motor, cosas simples.

Cuando se presiona el botón REV, se conecta V S al terminal del relé. Ahora hay V S en tu METRO O T − y 0 V en tu METRO O T + . Entonces su motor se moverá en reversa mientras se mantiene presionado el botón.

Cuando se presiona el botón FWD, como antes, todavía se conecta V S al terminal del relé. Sin embargo, esta vez también utiliza V S para saturar el transistor NPN, lo que hará que la corriente fluya a través de la bobina del relé y el relé se active cambiando los polos. Ahora tu tienes V S en tu METRO O T + y 0 V en tu METRO O T − , por lo que su motor se moverá hacia adelante mientras se mantiene presionado el botón.

El propósito detrás del diodo en la línea del botón FWD es que cuando presione el botón REV, no sature el transistor, habrá una caída de ~ 0.7V cuando su motor esté funcionando en la dirección FWD pero no debería hacer mucha diferencia en la velocidad. Sin embargo, dependiendo de su motor, necesitará un diodo de corriente bastante alta.

En cuanto a los valores del transistor y la resistencia base, sin todos los voltajes y corrientes, realmente no puedo dar ninguna recomendación.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Mi comprensión de la pregunta es que el botón de avance emite una señal. El botón de marcha atrás emite una señal separada. Ambos botones se pueden presionar al mismo tiempo, lo que da como resultado que haya 12 V en ambas líneas de señal. Las señales se utilizan para indicar la dirección, pero su capacidad de corriente es insuficiente para accionar el actuador.
¡Exacto, Andrés! La señal se usa solo como referencia para la dirección y no son capaces de accionar directamente el actuador ya que emiten 2A como máximo.
@Hayman, ¡tu solución es genial! Creo que puedo usarlo sin problemas!
La base del transistor NPN en este momento me parece que puede estar 'flotando', como desconectada de todo al menos a veces, lo que probablemente no sea deseable, ¿verdad?
Cómo accionar un actuador lineal en ambas direcciones
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