Питание двух двигателей через трехжильный кабель

Я работаю над пользовательской системой панорамирования и наклона, в которой двигатели «панорамирования» и «наклона» будут питаться от пары драйверов двигателей с ШИМ . Другими словами, у каждого двигателя будет свой драйвер. Сами драйверы будут получать команды от arduino nano, которые, в свою очередь, будут получать управляющие входы от джойстика с 4-позиционным переключателем . Двигатели будут включаться только по одному, так как джойстик закрыт.

Пока это довольно легко. Сложность заключается в том, что кабель, который я вынужден использовать, имеет только три проводника для двигателей! Два двигателя должны иметь общий проводник. Я изо всех сил пытаюсь придумать способы питания двигателей, поскольку подача питания на один из них в большинстве конфигураций, которые я придумал, также посылает питание на другой двигатель.

Лучшее, что я мог придумать, это пропустить провод от каждого двигателя через нормально замкнутый переключатель на джойстике, чтобы цепь от неподвижного двигателя замыкалась каждый раз, когда на общий проводник подается питание. В моей голове это имеет смысл, но у меня есть ощущение, что это может поджарить мои драйверы PWM.

введите описание изображения здесь

Моя другая идея состояла в том, чтобы использовать четыре реле NC логического уровня и пропускать через них провода двигателя на стороне контроллера. Затем я мог бы использовать код для полного отключения «стационарного» двигателя от его драйвера каждый раз, когда включается другой двигатель. Но теперь мне придется иметь дело с некоторыми задержками каждый раз, когда я быстро переключаюсь с одного двигателя на другой. Например, если я иду «вверх», а затем «влево» в быстрой последовательности, реле для «левого / правого» двигателя потребуется время, чтобы выключить и замкнуть цепь.

введите описание изображения здесь

Ребята, что вы думаете? Это похоже на тип проблемы, которую может решить умное расположение переключателей, но я не могу ее решить.

Я предполагаю, что основная проблема заключается в том, что с 3 проводниками нет возможности заставить двигатели вращаться в противоположных направлениях (или в одном и том же направлении, в зависимости от того, как вы их подключаете) одновременно, если только вы не разделяете рельс или имеете отрицательные напряжения ( т.е. -5В, 0В, +5В)
@ BeB00 Нет необходимости одновременно включать оба двигателя. Только один будет питаться одновременно; джойстик закрытый. Я отредактирую исходный пост, чтобы отразить эту деталь.
Я думаю, вам все еще нужны дополнительные реле, но электронные (твердотельные реле) должны помочь с быстрым переключением...
Если вам нужно включать только один двигатель за раз, я не понимаю, почему это проблема. Только не активируйте сразу оба драйвера, а тот, который не используете, переведите в режим выбега (не торможения). Вам не нужны никакие реле или переключатели, просто подключите двигатели к драйверам, как обычно (с обоими драйверами, использующими средний контакт)
@ BeB00 перевод неактивного драйвера в режим выбега позволит легко провернуть двигатель вручную, не так ли? Когда, например, двигатель «панорамирования» активен, а двигатель «наклона» настроен на движение по инерции, существует вероятность того, что вибрация или сила тяжести будут перемещать ось наклона, что не будет забавным.
Если вам нужно его затормозить, вы можете добавить реле или SSR для замыкания контактов для каждого двигателя. Есть небольшой шанс, что драйвер ШИМ уже имеет это, но более вероятно, что в режиме торможения он просто заземляет оба выходных контакта.

Ответы (2)

поместите Arduino и драйверы рядом с двигателями и не объединяйте провода двигателей.

поместите джойстик на конец кабеля и используйте его для переключения резисторов, которые могут считываться одним из аналоговых входов areduinos, чтобы определить, что делает джойстик.

например:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

есть еще один способ подключить два двигателя к 3-проводному кабелю, но в нем используются детали, отличные от выбранных вами.

вместо ШИМ-приводов используйте понижающие модули LM2596 и просто переключайте их между понижающим (положительное напряжение) и повышающе-понижающим (отрицательное напряжение) режимами с помощью переключателей джойстика.

установите предустановленное напряжение на модуле LM2596, чтобы получить желаемую скорость работы.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Как вы можете видеть, органы управления остаются при торможении двигателя, активация управления «вверх» создает положительное напряжение для двигателя, а активация управления «вниз» создает отрицательное напряжение.

используйте другой понижающий модуль и другую пару джойстиковых переключателей для другого двигателя и заземлите общий провод двигателя.

Учитывая, что у вас двойные переключатели и ваш джойстик 4-позиционный (а не 8-позиционный), так что только одна пара переключателей может работать в любой момент, вы можете сделать это и таким образом.

схематический

смоделируйте эту схему

Это удерживает неиспользуемый провод X или Y закороченным на общий провод, вы можете измерить напряжение на XY и C, чтобы определить, в каком направлении нажимается джойстик, если Arduino должен знать это. а также допускает заземление питания, но жертвует заземлением общего провода двигателя.

Решение Anther позволяет Arduino управлять скоростью и направлением двигателя, но использует только один драйвер двигателя.

схематический

смоделируйте эту схему

Хорошо, я нашел способ расположить переключатели на джойстике , чтобы это работало. Однако это поднимает два дополнительных вопроса. Первый из них прост: если я сниму потенциометр на 10 или 20 кОм с этого модуля на базе LM2596 , как вы думаете, я смогу припаять новый потенциометр для панельного монтажа? Второй вопрос: как мне ограничить ток двигателей?
1: удаленный горшок: да, 2: трудно сказать, не зная, почему
На амазоне они конечно дорогие
Я думал, что для двигателей можно применить ограничение тока, когда они достигают конечных упоров и входят в состояние остановки. Эти модули на основе LM2596, как правило, имеют ограничение по току в своих спецификациях, но если полагаться на это, это хорошая идея для ограничения тока останова. Боюсь перегрева модуля.
вы можете получить модули DC-DC с ограничениями по напряжению и току. и да, есть способ сделать это таким образом, что требуется только один модуль DC-DC, поскольку ваш джойстик закрыт и дважды переключается: используйте один слой для положительного и один для отрицательного.