如何使用Arduino和继电器控制直流电机的方向和速度

在这个项目中，我们使用Arduino和两个继电器控制24v大电流电机的方向和速度。该电路不需要电源开关，只需两个按钮和电位计即可控制直流电机的方向和速度。一个按钮将顺时针旋转电机，另一个按钮将逆时针旋转电机。需要一个n沟道MOSFET来控制电机的速度。继电器用于切换电机的方向。

所需组件：

Arduino Uno

两个12v继电器（也可以使用5v继电器）

两个晶体管;公元前547年

两个按钮

红外热镀膜仪540N

10k 电阻器

24 伏电源

10K电位器

三个二极管 1N4007

连接线

电路图及说明：

该双向电机控制项目的电路图如下图所示。根据它进行连接：

将两个继电器的常闭端子连接到电池的正极端子。

将两个继电器的常开端子连接到MOSFET的漏极。

将MOSFET的源连接到电池的负极端子和Arduino UNO的接地引脚。

Arduino的PWM引脚6的栅极端子。

从栅极到源极连接 10k 电阻，从源极到漏极连接 1N4007 二极管。

将电机连接到继电器的中间端子之间。

在剩下的两个端子中，一个连接到Arduino Uno的Vin引脚，另一个连接到晶体管的集电极端子（用于每个继电器）。

将两个晶体管的发射极端子连接到Arduino的GND引脚。

Arduino的数字引脚2和3，每个都与按钮串联，进入晶体管的底部。

如图所示在继电器上连接二极管。

将电位计的终端端子分别连接到 Arduino 的 5v 引脚和 Gnd 引脚。和游标端子到A0引脚。

** 如果您有两节独立的 12 V 电池，请将一个电池的正极端子连接到另一个电池的负极，并将其余两个端子用作正极和负极。

晶体管的用途：
Arduino的数字引脚无法提供打开普通5v继电器所需的电流量。此外，我们在此项目中使用12v继电器。Arduino的Vin引脚不能轻易地为两个继电器提供如此大的电流。因此，晶体管用于将电流从Arduino的Vin引脚传导到继电器，继电器使用从数字引脚连接到晶体管基端子的按钮进行控制。

Arduino的目的：

提供打开继电器所需的电流量。

打开晶体管。

使用编程控制带电位计的直流电机的速度。在最后检查完整的Arduino代码。

MOSFET的用途：
MOSFET是控制电机速度所必需的。MOSFET在高频电压下接通和关闭，由于电机与MOSFET的漏极串联，因此电压的PWM值决定了电机的速度。

当前计算：

继电器线圈的电阻是使用万用表测量的，结果是 = 400 欧姆

Arduino 的 VIN 引脚给出 = 12v

所以电流需要打开继电器 = 12/400 安培 = 30 mA

如果两个继电器都通电，电流= 30*2=60 mA

**Arduino的Vin引脚可以提供最大电流= 200mA。

因此，Arduino中不存在过流问题。

Arduino控制双向电机的工作：

这种2路电机控制电路的操作很简单。Arduino的两个引脚（2，3）将始终保持高电平。

未按下按钮时：

在这种情况下，没有电流流向晶体管的基极，因此晶体管保持关闭状态（就像一个开路开关），因此没有电流从Arduino的Vin引脚流向继电器线圈。

按下一个按钮时：

在这种情况下，一些电流通过按下的按钮流向晶体管的基极，将其打开。现在，电流很容易通过该晶体管从Vin引脚流向继电器线圈，该晶体管打开该继电器（继电器A），并且该继电器的开关被抛出到NO位置。而其他继电器（继电器 B）仍处于常闭位置。因此，电流通过电机从电池的正极端子流向负极端子，即电流从继电器A流向继电器B。这会导致电机顺时针旋转。

按下其他按钮时：

这次另一个继电器打开。现在，电流很容易通过晶体管从Vin引脚流向继电器线圈，晶体管打开该继电器（继电器B），并将该继电器的开关抛至NO位置。而另一个继电器（继电器 A）仍处于常闭位置。因此，电流通过电机从电池的正极端子流向电池的负极。但这次电流从继电器B流向继电器A。这导致电机逆时针旋转

.

当同时按下两个按钮时：

在这种情况下，电流流向两个晶体管的基极，因此两个晶体管都打开（就像一个闭合开关）。因此，两个继电器现在都处于 NO 位置。因此，电流不会通过电机从电池的正极端子流向负极，因此不会旋转。

控制直流电机的速度：

MOSFET的栅极连接到Arduino UNO的PWM引脚6。MOSFET在高PWM频率电压下接通和关闭，并且由于电机与MOSFET的漏极串联，因此PWM电压值决定了电机的速度。现在，电位计的游标端子和Gnd之间的电压决定了引脚6上的PWM电压，当游标端子旋转时，模拟引脚A0上的电压发生变化，导致电机速度的变化。

int x;

int y;

void setup() 

{

pinMode(2,OUTPUT);

pinMode(3,OUTPUT);

pinMode(6,OUTPUT);

pinMode(A0,INPUT);

}


void loop()

{

x=analogRead(A0);

y=map(x,0,1023,0,255);

analogWrite(6,y);

digitalWrite(2,HIGH);

digitalWrite(3,HIGH);

}