¿Cómo cablear un Rpi, un relé, un DPDT y un módulo PWM a un motor DC, permitiendo controlar su dirección y velocidad?

Actualmente estoy usando una Raspberry Pi para controlar la velocidad de un motor de CC de 12 V y funciona perfectamente bien en este momento así:

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Esto funciona: puedo iniciar, detener y aumentar la velocidad del motor de CC. Pero obviamente, solo va en 1 dirección y no puede girar en la otra dirección a menos que invierta físicamente los cables rojo/negro en la salida del módulo PWM. Lo probé y funciona, el motor puede girar en la otra dirección con -12V en lugar de +12V.

Luego, pedí un relé DPDT de 8 pines (LY2NJ) porque vi el siguiente video de YT y eso es exactamente lo que quiero hacer: https://www.youtube.com/watch?v=xTGzcN8JrUk

Así conecté todo, pero creo que algo falla en las conexiones que hice, porque había humo cuando conecté la batería, entonces desenganché todo inmediatamente y ahora pido su experiencia para ayudarme a encontrar lo que está mal. Tenga en cuenta que el relé inferior permite que el pin RPi 3.3V GPIO active el relé DPDT de 12V.

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¿Qué pasa con las conexiones que hice? (NO REPRODUCIR LO ANTERIOR)

EDITAR: BIEN, después de freír mi Raspberry Pi anterior (ahora es RIP en lugar de RPI, ¿entiendes? Sí, no es gracioso) He seguido el consejo de @brhans para alimentar el relé DPDT DESPUÉS del PWM y también me estoy volviendo loco por la conexión a tierra el RPi nunca más, así que conecté a tierra todos los relés a -12V en lugar de al RPi:

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¿Crees que esto freirá mi segundo RPi o debería ser bueno así?

Debería haber conectado el relé entre el módulo PWM y el motor.
¿Por qué? Y además, si no funciona cuando el relé está antes del PWM, ¿por qué funcionaría cuando está después del PWM?
Debido a que su módulo PWM espera y necesita una polaridad particular en el suministro que lo alimenta, invirtió la polaridad, por lo que salió humo. No importa lo que haga entre el módulo y el motor, es lo mismo que cambiar las conexiones al motor.
La placa PWM puede requerir una cierta entrada de energía de polaridad. Con el relé donde lo muestra, el relé invierte la polaridad a la placa PWM. Si coloca el relé entre la placa PWM y el motor, solo está invirtiendo la polaridad del motor y no afecta la placa PWM.
¡Maldición! ¡He supervisado esto por completo! Déjame resolver y probar.
Si el humo salió, probablemente esté muerto. Solo hay una cierta cantidad incorporada en cada circuito y dejar que incluso un poco salga puede hacer que falle.
La Raspberry Pi sí que está frita. F***!!
¿Debería haber conectado a tierra el PWM a -12V en lugar de la tierra de Raspberry Pi? ¿Hubiera ayudado eso a evitar freír el RPi?
El PWM es unipolar, por lo que entra en el relé de dirección de dirección y debe estar bien protegido contra el retroceso y las sobretensiones repentinas de dirección inversa. El PWM debe estar clasificado para > 5 veces la corriente nominal del motor debido a la sobrecorriente de arranque del motor. En lugar de un relé, use un puente completo que pueda manejar la dirección y PWM para 5 veces la corriente nominal del motor. o nominal para motor con control de aceleración.
Sí, el PWM tiene una potencia nominal de 400 W y manejo 2 motores de CC de 12 V/1 A (24 W máx. en total) con un PWM (tengo 3 de ellos en paralelo para 6 motores). De todos modos, ¡resulta que había un solo hilo de cobre microscópico que estaba cortocircuitando los contactos IN y GND en el PWM! ¡¿Qué diablos?! Es por eso que pensé que el PWM estaba frito, ¡pero realmente no lo está! ¡Todavía funciona bien! Pero el RPi es un brindis :( No iba a hacerlo, pero ahora me estoy actualizando a un modelo RPi más nuevo, por lo que se cargará más rápido, supongo que no todo está perdido :P Pero el PWM definitivamente está calificado para 10 veces el motor necesidades, no te preocupes.

Respuestas (3)

Está bien, estaba borracho ayer. Gracias a Dios, mi batería de litio de 25 Ah (sí, lo leíste bien) no explotó. ¡Conecté mal el relé! Por eso el RPi frito.

Hoy, desoldé el desastre que hice ayer y recableé el relé como debería haber sido para convertirlo en un interruptor de polaridad inversa. Para cualquier futuro novato (esperemos que no tanto como yo) que venga aquí para buscar la forma de conectar un relé DPDT LY2N-J para invertir la polaridad, ESTA es la forma correcta Y NO HUMO ESTA VEZ :)

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También ajusté algunas otras cosas, mientras estaba en eso, como reemplazar el relé por uno verdadero de 3.3v, que es menos propenso a atascarse. También conecté cada uno de los relés de 12 V, PWM y motores de CC a la "tierra" de -12 V de la batería en lugar de la tierra del RPi, porque estoy asustado por lo que sucedió ayer. Todavía me sentiría mejor protegiendo el pin de señal PWM con un diodo, que no tengo en este momento.

BONIFICACIÓN: ¿ Alguien sabe qué diodo de recuperación de polaridad inversa extremadamente rápido podría ordenar para proteger el puerto GPIO "por si acaso" el PWM decide hacer un cortocircuito con el pin de señal?

¡Gracias!

Debe conectar la conexión a tierra de la Pi a la conexión a tierra de 12 V para proporcionar un retorno/referencia para las señales de la Pi a las placas de relé y PWM.
No puedo en este momento, porque todavía no tengo ningún diodo a mano. Entonces, por el momento, mantengo todas las conexiones a tierra lógicas (RPi) juntas (muchos, muchos más sensores de 3.3v no se muestran arriba) y todas las conexiones a tierra de los módulos relacionados con 12V SOLO POR SI ACASO, porque no me gustaría que ningún otro RPi se freíra. . Ordenaré algunos diodos, pero estoy evaluando cuáles son mis opciones de diodos para ese proyecto en este momento. Necesito algunos diodos de recuperación extremadamente rápidos y que no dejen caer mucho el voltaje, ya que muchos de esos diodos se usarán para proteger puertos GPIO de 3.3v... ¡500mA parece una gran caída de voltaje en mi opinión!

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Fue un acto de fe agregar PWM al video que vio, que era incorrecto para PWM unipolar.

Los pares trenzados blindados ayudarán a reducir la probable EMI del motor a RPi.

El motor debe detenerse antes de cambiar de dirección y PWM debe establecerse en 0.

Un puente completo con PWM es mejor con un puente CNC para Arduino o RPi.

Esta es solo una solución conceptual y se deben considerar las clasificaciones de potencia y DCR del motor con las necesidades de inercia de carga, velocidad y aceleración.

En un mundo ideal, construiría tal cosa, pero pensemos hipotéticamente en hacer que "funcione" por ahora con lo que he imaginado en mi Q (¡no es ideal, lo sé!) y sí, gracias por señalar el EMI y factores indirectos a considerar. Freí la primera Raspberry Pi probablemente porque el PWM estaba conectado a tierra en el RPi. Ahora conecté a tierra todos los PWM, los módulos de relé y el relé DPDT del motor a -12 V en lugar de al RPi. Creo que cuando el RPi se fríe, el PWM también se fríe, porque no importa lo que haga, nunca genera ningún voltaje :( pediré otro.
El PWM debe estar conectado a tierra al RPi a menos que tenga aislamiento óptico, ya que es la ruta de retorno del control como lo ilustró en mi esquema.
Allí PWM ESTABA conectado a tierra al RPi y se frió a sí mismo y al RPi. ¿No sería mejor ponerlo a tierra en el terminal de la batería de -12V?
Todos los +3 DEBEN compartir tierra ya que el relé invierte V+ y gnd(V-). La corriente del motor no debe compartir caminos de retorno lógico a la batería. Lo siento, no lo mostré claramente.

Pregunta

¿Cómo es que mi circuito de motor avanzado sigue friendo Rpis?

motor pwm

notas

(1) @tlfong01 casualmente está refinando y dibujando el circuito sin la aprobación previa de @that-ben.*

(2) La señal PWM de Rpi con un ciclo de trabajo del 0 % podría cortar la potencia del motor de 12 V CC. En otros trabajos, el relé de 5V de la primera etapa que enciende/apaga la fuente de alimentación del motor de 12V podría no ser necesario.

Respuesta

Bueno, hay muchas causas para freír los Rpi.

Tal vez podamos volver a dibujar el diagrama del circuito que muestra las líneas de alimentación, señal y tierra.

Una onza de prevención es mejor que una libra de cura . Es posible que desee probar los siguientes trucos de prevención:

(1) Ordene las líneas de tierra de alimentación del motor de 12 V y de señal Rpi para que no se peguen ni compartan segmentos comunes. Agregue talones de tierra libremente.

(2) Use aislamiento óptico y, mejor aún, "Aislamiento óptico total" para separar "completamente" las conexiones a tierra de la señal y la alimentación.

/continuar, ...

Discusión Recomendación

(1) Utilice puentes H en lugar de relés DPDT. Una opción popular es L298N, el puente H de corriente pesada incluye BTS7960B.

Referencias

Parte 1

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Parte 2

(1) Resumen del producto de medio puente PN de alta corriente BTS 7960B - Infineon

(2) Hoja de datos de medio puente BTS 7960B - Infinion

(3) Controladores de puente H de AliExpress

(4) Módulo de controlador de puente H Dual BTS7960 43A de AliExpress - 4 USD

(5) TaoBao Dual BTS7960B H-bridge 43A 25kHz PWM DC/BLDC/Módulo controlador de motor paso a paso - ¥22

(6) Controlador de motor BTS7960 43A Arduino Instructable - Mohannad Rawashdeh, 157,992 Vistas

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Apéndices

Apéndice A - Notas de diseño antiguas

fotos de hardware

diseño antiguo

diodos de retorno

¿Cómo cablear un Rpi, un relé, un DPDT y un módulo PWM a un motor DC, permitiendo controlar su dirección y velocidad?
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